電氧化降解對(duì)氯苯酚過(guò)程中陽(yáng)極失活現(xiàn)象及機(jī)理研究.pdf

1、電氧化技術(shù)作為一種環(huán)境友好技術(shù)，對(duì)于處理有毒難生物降解有機(jī)廢水，具有其他處理方法難以比擬的優(yōu)越性，呈現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。然而陽(yáng)極表面聚合物的形成，導(dǎo)致陽(yáng)極失活，影響了電化學(xué)方法運(yùn)行的穩(wěn)定性，制約了電氧化技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用。本文以對(duì)氯苯酚為模擬污染物，以Pt和β-PbO2陽(yáng)極材料為研究電極，系統(tǒng)地探討了電化學(xué)氧化過(guò)程中陽(yáng)極失活現(xiàn)象及機(jī)理。本文的研究結(jié)果無(wú)論是對(duì)電化學(xué)氧化降解技術(shù)還是對(duì)有機(jī)電合成工業(yè)，均具有十分重要的意義。 工作

2、中采用線形掃描等電化學(xué)方法，系統(tǒng)地考察了各種工藝條件下對(duì)氯苯酚在“Ⅰ類”陽(yáng)極Pt上的電氧化行為，并在此基礎(chǔ)上詳細(xì)地分析了各種工藝條件對(duì)電極失活快慢的影響。結(jié)果表明，對(duì)氯苯酚在Pt電極上的電氧化過(guò)程為擴(kuò)散控制的不可逆反應(yīng)，高對(duì)氯苯酚初始濃度，高pH時(shí)電極失活較快；溫度，電解質(zhì)Na2SO4濃度對(duì)電極失活快慢影響不大。但支持電解質(zhì)為NaCl時(shí)，高電解質(zhì)濃度可明顯地抑制電極失活。在進(jìn)行恒電位電解時(shí)，當(dāng)工作電位處于對(duì)氯苯酚的氧化電位附近時(shí)，電極失

3、活加快；而當(dāng)工作電位較高時(shí)，電極能在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持較好的活性。 在“Ⅱ類”陽(yáng)極材料的研究過(guò)程中，以自制的聚四氟乳液摻雜的含氟二氧化鉛(記為β-PbO2)為研究對(duì)象，采用線形掃描等電化學(xué)方法，系統(tǒng)地研究了對(duì)氯苯酚在β-PbO2陽(yáng)極上的電化學(xué)行為，并分析了陽(yáng)極失活現(xiàn)象。結(jié)果表明，本體系中羥基自由基對(duì)有機(jī)污染物的降解起著主導(dǎo)作用，加入羥基自由基捕獲劑Na2CO3，電極失活加快。與電解質(zhì)Na2SO4相比，NaCl介質(zhì)中，由于C1-在電

4、氧化極過(guò)程中抑制了羥基自由基的形成，加快了電極失活。對(duì)常規(guī)的工藝條件研究表明，不同工藝條件對(duì)β-PbO2電極失活的影響與Pt陽(yáng)極相似。但β-PbO2電極僅在很狹小的電位區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)完全失活現(xiàn)象，顯示了良好的穩(wěn)定性。 最后，為了弄清陽(yáng)極表面聚合物膜的結(jié)構(gòu)和形成機(jī)理，工作中采用拉曼光譜，在線紅外，液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用等方法詳細(xì)地分析電極表面聚合物的特性。研究結(jié)果表明電極失活的主要原因是由于電極表面聚合物膜的形成，其在電氧化過(guò)程中主要通過(guò)