1、電芬頓法的影響因素1) 電解電壓的影響外加電壓是電芬頓反應(yīng)的驅(qū)動力， 增大外加電壓， 有機物的去除率相應(yīng)增加。 但 是當(dāng)外加電壓超過一定值時， 將有大量的電能消耗于副反應(yīng)。 所以外加電壓不宜 過高，一般取525V為宜。2) 溶液阻抗 (導(dǎo)電能力 )的影響由于有機廢水溶液的導(dǎo)電能力較差， 因此，在使電解槽工作時最好添加適當(dāng)?shù)闹?持電解質(zhì)。 雖然可以找到許多可溶性的無機鹽作為電解質(zhì)， 但氯化物和硝酸鹽在 電解時，將在陽極上生成有刺激性氣味的氯氣或各種有毒有害的氮化物氣體， 因 而不宜采用。在各種無機溶液中，KOI溶液的比電導(dǎo)較大。但是，在該電解槽內(nèi) 將進行的是02還原生成HO的反應(yīng)，所以反應(yīng)必須在

2、酸性或中性溶液中進行，因 此一般選用NaSO溶液作為支持電解質(zhì)。雖然NaSO溶液的比電阻要比KOI溶液大 許多，但是隨著濃度的提高，NaSQ溶液的導(dǎo)電能力迅速增大，同時，因為它 不參加電解反應(yīng)，故可以始終保持溶液導(dǎo)電性的穩(wěn)定。3) 溶液pH值的影響溶液的酸堿性 (pI 值)對氧的陰極還原反應(yīng)有很大的影響。 在堿性溶液中氧將發(fā)生 四電子還原反應(yīng)：+2H0+4e=40H在酸性溶液中，氧才發(fā)生二電子還原反應(yīng)生 成過氧化氫：+2H+2e=H02；所以溶液的酸堿性決定著過氧化氫生成的電流效率， 進而影響著隨后生成羥基自由基和有機物的降解反應(yīng)。溶液pH大于4時，F(xiàn)e2+易被氧化形成Fe(0H)2沉淀，芬頓

3、反應(yīng)不能順利進行，所以初始溶液 pH一般不應(yīng)大于 3.5 。4) 電流密度的影響從理論上說， 單位面積內(nèi)通過電流量的增大是有限制的， 因為電解槽內(nèi)電極的面 積是一定的，因此通過的電流增大時，電極的極化增大，隨之發(fā)生的是陰、陽極 上的副反應(yīng)， 如當(dāng)陽極電流密度增大時， 除了鐵的溶解外， 將伴隨著氧氣的析出， 陰極電流密度增大時將伴隨著氫氣的析出：2H204e=02+4H2H0+2e=H+20l在陰極隨著氫氣的析出，溶液的pHfi上升，這一結(jié)果顯然對生成過氧化氫及其隨 后的生成羥基自由基的反應(yīng)是不利的。5) 曝氣速率的影響電芬頓反應(yīng)可以大致分為傳質(zhì)和反應(yīng)兩個重要階段， 空氣流量主要影響電芬頓反 應(yīng)

4、的傳質(zhì)過程。 在無空氣供給的情況下， 電芬頓反應(yīng)只能利用溶液中的溶解氧及 電解產(chǎn)生的氧，而且Fe2+的擴散傳質(zhì)較慢，屬于擴散控制過程，因而，不能有效 的構(gòu)成芬頓反應(yīng)， 導(dǎo)致去除效果不理想。 在有空氣供給的條件下， 空氣一方面能 起到混合的作用， 強化了反應(yīng)器內(nèi)的傳質(zhì)過程； 另一方面能補充在反應(yīng)過程中不 斷消耗的氧， 當(dāng)空氣流量大到一定值后進入反應(yīng)控制過程， 曝氣對有機物去除的 影響減小。溫度不一樣！干燥箱基本上最高 200、250、300、500C的比較多，超過500的 都用馬弗爐， 因為干燥箱的基本用的是不銹鋼和冷板以及鍍鋅板， 超過 500度就 會出現(xiàn)熔化！馬弗爐基本上最低溫度為 1000

5、度，當(dāng)然也可根據(jù)不同需求定制更 高的溫度！ 最高可以達到 1600-1800度！總的說就是溫度不一樣。 杭州藍天儀器 小傅！在電 Fenton 中已經(jīng)研究過陽極材料有PbO2、Pt、Fe （不銹鋼）；已經(jīng)研究過的陰極材料有 ACF、汞池、石墨、炭 黑一PTFE等。）鈦基鍍IrO 2/Ta2Q電極是目前具有最高的電化學(xué)穩(wěn)定性的陽極， 充分利用其穩(wěn)定、析氧和一些特殊的催化作用等優(yōu)勢。Ti 基貴金屬涂層陽極具有良好的電催化活性和極高的電化學(xué)穩(wěn)定性，具備作為 優(yōu)良的陽極所應(yīng)具備的基本要素， 目前 Ti 基貴金屬涂層陽極廣泛應(yīng)用于鹵堿工 業(yè)和電鍍工業(yè)中，在污水處理中的研究還剛剛開始。 該電極的析氧副反應(yīng)

6、在氯堿、 電鍍工業(yè)中是不利的，但 02在電Fenton體系中卻是必須的，還指出，在沒有 Q的情況下，通過Fen to n反應(yīng)使有機毒物完全降解是不可能達到的。為此，我 們考慮將 Ti 基貴金屬涂層陽極應(yīng)用到電 Fenton 體系當(dāng)中 ，充分利用析氧副反 應(yīng)生成的Q在陰極生成H2Q,變“不利”為“有利”，另外根據(jù)文獻介紹，IrO2/ Ti 陽極能夠降解苯醌（苯醌是酚類等很多有機物降解的中間體），這一特點也 可以被很好的在電 Fenton 中被加以應(yīng)用。 對于陰極，鑒于很多文獻中提出石墨 作為陰極可以在適當(dāng)?shù)臈l件下電解還原產(chǎn)生H2Q,而石墨又價廉易得，據(jù)此，我們用鈦基鍍Ir （銥）O/TazQ （

7、鉭）為陽極，以石墨為陰極，通過外加Fe2+離子, 以Na2SQ為支持電解質(zhì)（盡管實驗表明以 NaCl為電解質(zhì)降解效率更高，但其卻 有生成新的氯代毒物的風(fēng)險， 從環(huán)境角度來看選 NaCl 是不合適的， 故本實驗選 用NazSQ）構(gòu)成新的電Fenton體系對4NP模擬廢水進行了降解研究，降解效 果很明顯?；钚蕴亢褪阅艿谋容^人們從礦物體中開采得到的碳有三種形態(tài)：金剛石、石墨和各種煤炭。金剛石 和石墨是結(jié)晶形碳，各種煤炭為無定形碳。它們都是碳的同素異構(gòu)體。石墨石墨是一種碳原子之間是六角環(huán)形片狀體的多層疊合晶體。 它具有作為電極的一 些優(yōu)良性質(zhì)：（1）石墨的晶體結(jié)構(gòu)決定了它具有良好的 導(dǎo)電性，雖然石

8、墨的導(dǎo)電性不能與銅、 鋁等金屬相比，但與許多 非金屬材料相比 ，石墨的導(dǎo)電性是相當(dāng)高的 。（ 2）石墨的 導(dǎo)熱性 甚至超過了鐵、鋼、鉛等金屬材料。（ 3）石墨又有很好的 耐腐蝕性 ，不論有機溶劑或無機溶劑都不能溶化它。在常 溫下，各種酸和堿對石墨都不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只是在500C以上的溫度才與硝酸、 強氧化介質(zhì)或氯氣等起反應(yīng)。4）石墨又是一種能 耐高溫 的材科 石墨的這些優(yōu)良性質(zhì)使得它成為了一種經(jīng)典的電極材料，其廣泛應(yīng)用于煉鋼、 分析測試中當(dāng)中。 不過石墨在污水處理中的應(yīng)用很少， 國內(nèi)見諸于文章報道的有 鄭曦 等以多孔石墨電極為陰極， 鐵為陽極， 以陰極電 Fenton 的方法對有機染整 工業(yè)廢

9、水進行降解脫色反應(yīng)， 并取得了很好的效果。 另外就是新型石墨材料的使 用，如張紅波等采用細粒膨狀石墨流態(tài)化陽極電解法處理含氰廢水， 曹乃珍等用 膨脹石墨的吸附性處理水面漂浮各種油脂的研究等?；钚蕴蓟钚蕴砍Ｓ?無煙煤 、煙煤、石油焦 、泥炭、木材和椰子制成。它主要有 粉狀炭與 粒狀炭 兩種，粒狀炭 常用作 原水通過的 濾床，去除水中污染物 。粉狀炭 用的很少， 本實驗所用的活性炭是粉狀炭。（1）活性炭是一種 比表面積較高 的多孔吸附材料 ，它最重要的特性是它的 吸附 性。這是由它的結(jié)構(gòu)和表面特性決定的。 表面特性有化學(xué)特性和物理特性 ?；瘜W(xué) 特性決定吸附力，物理特性決定吸附容量 與吸附速率。物理

10、特性主要是指 微孔體 積、表面積、微孔結(jié)構(gòu)。孔徑主要分布在0.3100nm的范圍內(nèi)。活性炭的孔道 按其孔徑大小大致分為三部分： 孔徑大于 100nm 的大孔主要分布在活性炭的表 面，它對水中有機物的 吸附作用不大 ，但作為生物載體它是微生物的 繁殖 和棲息 之地，也是水中較大顆粒的 聚集場所 ；孔徑在 4 100nm 之間的 過渡孔，比表面 積不超過活性炭比表面積的 5 ，過渡孔是水中大分子有機物的吸附場所和小分 子有機物進入微孔的必由之路， 因此吸附質(zhì)在孔道中的擴散速度受過渡孔的影響 很大；孔徑小于 4nm 的微孔占活性炭比表面積的 95 以上，是活性炭吸附有機 物的主要場所和被吸附的小分子

11、有機物的最終歸宿。 活性炭的空隙分布是影響吸 附容量的主要因素， 這是因為分子篩作用或類似排斥色譜的作用， 即具有一定尺 寸的吸附質(zhì)分子不能進入比其直徑小的空隙。 按照立體效應(yīng)， 活性炭所能吸附的 分子直徑大約是孔直徑的 1/2 到 1/10。（2）活性炭的這種結(jié)構(gòu)使得吸附時吸附質(zhì)要經(jīng) 長距離的大孔、過渡孔才能到達 微孔，這也使得他的 再生（脫附）性能不佳。（3）活性炭的結(jié)構(gòu)中含有石墨微晶，它也具有一定的 導(dǎo)電性，這是它可以作為 電極的 基礎(chǔ)?；钚蕴吭趶U水處理中的應(yīng)用主要是應(yīng)用顆?；钚蕴康?吸附性質(zhì) ，一 是直接應(yīng)用其做吸附材料處理， 如活性炭吸附金屬錳、 銅等， 活性炭吸附有機物 等。另外就

12、是將其與光化學(xué)、電化學(xué)結(jié)合起來。如信欣等用活性炭負載 TiO2 光 降解水中敵敵畏的研究， 姚培正等研究了鐵屑活性炭內(nèi)電解法處理合成洗滌劑 廢水和染料廢水， 程愛華等用活性炭填充電極 （三維電極）電解法處理含酚廢水。 等的研究工作，以兩者為基材，制成復(fù)合電極，作為新型陰極材料應(yīng)用到電 Fenton 中去，比較它們的性能，為陰極材料的選擇提供參考。目”是篩網(wǎng)孔及篩選有砂石等產(chǎn)品的物理標(biāo)準單位， 即每平方英寸上多少個孔。 100 目的篩網(wǎng)，是每平方英寸上有 100 個孔100 目有砂紙，是指用 100 目的篩網(wǎng)篩網(wǎng)子網(wǎng)篩選子網(wǎng)篩選出來的金剛砂制成的砂紙。加熱與自然干燥的影響在電極滾壓成型后，我們比

13、較了加熱與自然干燥的對電極成型的影響， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 無論加熱溫度為120 C、100C、80C電極都會產(chǎn)生大量裂紋，而用自然干燥的 方式電極成型很好。 這是因為在加熱狀態(tài)下， 水分的快速蒸發(fā)速度與電極粘結(jié)劑 的收縮力不匹配的緣故。所以確定了電極制作工藝中的干燥方式采用自然干燥。最終確定的電極制備條件（ 1 ）按配比稱取一定量的石墨（活性炭粉）和乙炔黑粉末在研缽中混勻后轉(zhuǎn)入 小燒杯中；（ 2）根據(jù)配比量取適量乙醇，在快速攪拌狀態(tài)下緩慢加入表面活性劑 OP。（3）將乳狀聚四氟乙烯（PTFE注入含有少量的0P的乙醇中配成醇溶液。（ 4）將活性炭粉 / 石墨和乙炔黑混合物倒入 含有聚四氟乙烯的醇溶液中

14、 ，快速攪 拌成膏狀。（5）在自制滾壓機上將膏狀物碾平，蓋上蓋子 自然晾干。（ 6）將預(yù)制好的電極浸在丙酮中去除里面的表面活性劑。（7）將浸好的電極截去邊角，蓋上蓋子自然揮發(fā)晾干。（ 8）將電極用 PTFE 黏附在不銹鋼上制成復(fù)合電極。說明：（ 1）乙醇的加入是為了電極材料的潤濕；（ 2）乙炔黑的加入是為了增加導(dǎo)電性；（ 3）表面活性劑 0P 的加入是為了造孔和提高電極與水的浸潤性；為了電極能夠應(yīng)用在電化學(xué)體系中， 在電極制備中我們首先關(guān)注電極成型、 電極 與水的浸潤性、電極的導(dǎo)電性這三方面的性能。以下無正文僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l e tude et la recherche uniquementa des f