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电催化氧化阳极的制备及在除草剂废水处理中的应用

李月华  
【摘要】: 目前,除草剂由于具有改善土壤选择性的优点,在全世界的应用都越来越广泛,但其使用过程中不但污染了地下水,地表水甚至饮用水,对人类和环境造成了极大的危害。电化学氧化法以其设备简易、不易产生二次污染等特点在降解有机物废水领域得到越来越多的关注。 本文采用刷涂热氧化法与电沉积法制备了Ti/SnO_2-Sb_2O_3/PbO_2电极。 分别研究了咪草烟、氯嘧磺隆、吡嘧磺隆除草剂模拟废水以及环己酮废水在铂电极、玻碳电极、Ti/SnO_2-Sb_2O_3/PbO_2电极上的电化学行为。通过改变支持电解质,有机物浓度,pH值,扫描速度等条件分别进行了研究。结果表明:硫酸钠作支持电解质,Ti/SnO_2-Sb_2O_3/PbO_2电极作阳极,弱酸性环境适合这几种除草剂的降解。随着扫描速度的增大氧化电流和还原电流均增大。 以Ti/SnO_2-Sb_2O_3/PbO_2电极为阳极,探索利用阳极电催化氧化法降解咪草烟、氯嘧磺隆、吡嘧磺隆除草剂废水的方法,通过对电解质、极板间距、pH值、电流密度等工艺条件的研究,对降解反应条件进行了优化。采用紫外—可见分光光度法建立了对咪草烟等有机物降解反应过程的监测方法,对其电化学反应机理进行了初步探索。在含硫酸钠体系中咪草烟被直接矿化,而在含氯化钠体系中咪草烟首先被快速氧化为一种中间产物,然后中间产物又被迅速矿化。氯嘧磺隆和吡嘧磺隆在含硫酸钠体系中也被直接矿化。 采用重铬酸钾法对氯嘧磺隆、吡嘧磺隆、环己酮水样降解过程的化学需氧量进行监测,结果表明COD去除率都达到90%以上。 结果表明:Ti/SnO_2-Sb_2O_3/PbO_2电极是一种性能优越的阳极电催化氧化材料,适用于除草剂废水和难生物降解有机物废水的降解,具有较长的使用寿命和催化活性。选择硫酸钠作支持电解质可以延长电极的使用寿命,而且不产生二次污染,中间产物有利于有机物的催化降解,提高电流效率。


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