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不锈钢基PbO2电极电催化 氧化降解甲基橙性能的研究

放大字体缩小字体 发布日期:2015-03-25来源:中国金祥彩票手机版网浏览次数:609 关注:加关注
核心提示:不锈钢基PbO2电极电催化氧化降解甲基橙性能的研究丁徐红,杨丽琴,朱成定(武汉科技大学资源与环境工程学院

不锈钢基PbO2电极电催化氧化降解甲基橙性能的研究

丁徐红,杨丽琴,朱成定

(武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北武汉430081)

摘要:本研究以自制的不锈钢基PbO2电极对25mg·L-1的甲基橙溶液进行电催化氧化降解。考察了电流密度、支持电解质浓度、溶液pH值、温度等因素对甲基橙脱色率的影响,确定了电催化氧化甲基橙的最佳反应条件,即电流密度为50mA/cm2,支持电解质Na2SO4的浓度为0.04mol·L-1,降解20min后,甲基橙脱色率可达到90%以上。本研究还对几种不同印染废水进行了电催化氧化降解,结果表明,不锈钢基PbO2电极对不同的印染废水均有较好的脱色效果。

关键词:不锈钢基PbO2电极;电催化氧化;甲基橙

由于近年来化纤织物的发展和印染后整理技术的进步,印染废水浓度越来越高,给处理增加了难度。染料废水处理特点,一是COD高,可生化性差;二是色度高,成分复杂;三是水质水量不稳定,排放具有间歇性。印染废水的处理目标一般是COD的去除与脱色,而脱色问题难度更大[1-3]。电催化氧化技术是利用电化学反应器中的电极反应直接降解有机物,或是通过电极反应产生·OH、O3等强氧化性中间物来降解有机物的一种方法。近年来,电催化技术成为国内外水处理研究的热点课题,而电催化电极是这项技术的核心。性能良好的阳极应该具备较高的有机物催化降解活性、良好的电极稳定性和抗实际废水的腐蚀性能,同时成本尽可能低廉。传统上使用的钛基PbO2电极镀层上不可避免有一些晶界缝隙,电解时产生的O2透过镀层的晶界缝隙氧化基体,形成导电性差的TiO2,恶化了电极性能[4]。

本研究以不锈钢基PbO2电极电催化氧化降解甲基橙溶液,系统地研究了电流密度、支持电解质浓度、溶液pH值、温度等因素对电催化氧化效果的影响。

1实验部分

1.1主要试剂及仪器

甲基橙(A.R.);无水Na2SO(4A.R.天津市东丽区泰兰德化学试剂厂)。

WYK-100V3A型直流稳压电源(江苏爱克赛电器制造金祥彩票平台金祥彩票平台);WZFUV-2100型紫外可见分光光度计(龙尼柯(上海)仪器金祥彩票平台金祥彩票平台)。

1.2电催化氧化实验过程

1.2.1不锈钢基PbO2电极的制备将预处理后的不锈钢板置于电沉积液中进行金祥彩票手机版,金祥彩票手机版液配方为80g·L-1的Pb(NO3)2,24g·L-1的Cu(NO3)2,0.5g·L-1的NaF。先控制电流密度为100mA·cm-2,镀α-PbO2作为中间层,金祥彩票手机版时间为30min,再控制电流密度为50mA·cm-2,镀β-PbO2作为活性层,时间为60min[5-7]。实验装置见图1。

1.2.2电催化氧化降解甲基橙配制25mg·L-1甲基橙溶液作为模拟印染废水,以制备好的不锈钢基PbO2电极为阳极,同等大小的不锈钢板为阴极,对25mg·L-1甲基橙溶液进行降解,确定甲基橙模拟废水的最佳处理条件。

1.3甲基橙脱色效果分析

甲基橙的最大吸收波长为461nm,本实验采用分光光度比色法测定电解过程中溶液的吸光度,计算其脱色率,脱色率等于处理前的吸光度与处理后的吸光度之差除以处理前的吸光度,即脱色率=(A0-A)/A0×100%。

2结果与分析

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关键词: 不锈钢 电解质
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