文档介绍：活性炭纤维电极法处理含酚废水的研究
郑春燕, 易芬云, 陈水挟* 基金项目中山大学化学与化学工程学院第六届创新化学实验与研究基金项目(批准号: 200633) 资助
第一作者郑春燕(1983年出生) , 女, 中山大学化学与化学工程学院化学工程与工艺专业2002级
指导教师陈水挟 Email: ******@zsu.
(中山大学材料科学研究所, 聚合物复合材料与功能材料教育部重点实验室, 广州 510275)
摘要以活性炭纤维作为阳极, 不锈钢板为阴极, 采用电化学氧化法对模拟的含酚废水进行了处理. 结果表明, 其最佳的实验操作条件为: pH值为3、进水苯酚浓度为500 mg/L、电流密度为26 mA/cm2、Na2SO4浓度为15 g/L. 在最佳实验条件下, 苯酚和COD的去除率均能达到95%以上, 取得了很好的去除效果. 同时, 通过对比不同电极材料的降解效果, 证明了具高比表面积的活性炭纤维作为电极材料, 能充分将其导电、吸附、催化及稳定性能有效地结合起来, 实现高效净化, 具有良好的应用前景. 并初步探索了该电化学处理体系中苯酚的降解机理.
关键词电化学氧化活性炭纤维电极苯酚
一前言
酚类化合物作为一种重要的有机化工基本原料, 广泛应用于国民经济的各个方面. 但由于其具有较强的毒性和刺激性, 不经处理任意排放会对水环境带来严重危害. 废水中的酚类物质主要包括苯酚、甲酚及其他的酚类化合物, 来源于石油化工、煤化工、苯酚生产及酚醛树脂生产等[1], 对人类环境的潜在影响很大, 因而对该类化合物的处理一直是人们所关注的问题.
在含酚废水的治理技术中, 电催化氧化法一般无需很多化学药品, 后处理简单, 被称为清洁处理法, 具有良好的应用前景. 本文采用对有机物具有较高吸附性能的活性炭纤维作为电极材料, 充分将其导电、吸附及催化性能有效地结合起来应用于含酚废水的处理, 开发新型的活性炭纤维催化电极材料. 同时, 对于其最佳工艺条件以及苯酚降解历程进行探索, 并以不同的电极材料进行对比实验.
二实验部分
苯酚, 4-氨基安替比林, 铁氰化钾, 重铬酸钾(基准), 硫酸银, 硫酸汞, 邻苯二甲酸氢钾等等, 无特殊说明的试剂均为AR试剂; UV-7504C紫外可见分光光度计, MS-3型微波消解COD测定仪, HP1100型高效液相色谱仪等.
实验采用活性炭纤维电极为阳极, 不锈钢板为阴极, 采用三电极体系对模拟的含酚废水进行处理. 采用连续降解方式, 每隔适当的时间, 取样测定各种参数.
苯酚浓度测定: 4-氨基安替比林分光光度法[2].
COD的测定: 微波消解光度法测定[3].
苯酚降解过程的中间产物分析: 高效液相色谱法(HPLC).
三结果与讨论
以电解槽内pH值、进水苯酚浓度、电流密度和Na2SO4浓度为考察因素, 以苯酚去除率为指标, 按L9(34)正交表进行实验, 从而确定最优因素水平组合, 并判断各个因素对处理效果的影响情况. 正交实验结果及数理分析见表Ⅰ.
表Ⅰ正交实验
序号
A
B
C
D
去除率
pH
进水苯酚浓度
Na2SO4浓度
电流密度
( mg/L)
( g/