微流控反應(yīng)器中苯酚電催化氧化研究.pdf

1、酚類物質(zhì)在目前的工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛,是典型的有毒、生物難降解有機(jī)物，這類物質(zhì)的排放對環(huán)境及生物都有嚴(yán)重的危害。在含酚廢水的處理技術(shù)中電化學(xué)催化氧化技術(shù)具有良好的發(fā)展前景。針對電催化技術(shù)中反應(yīng)器的開發(fā)，本文研究了微流控反應(yīng)器中苯酚的直接陽極氧化過程，分析了此種微流控反應(yīng)器對苯酚電催化氧化降解的促進(jìn)作用。
　　首先，采用高溫氧化法和電沉積法制備得到六種不同的活性陽極，分別對各電極進(jìn)行電化學(xué)特性和常規(guī)反應(yīng)器中的降解效果分析。使用循環(huán)

2、伏安掃描曲線和線性伏安曲線對各電極的過氧電位及苯酚氧化峰進(jìn)行對比，以優(yōu)選出過氧電位高、苯酚氧化峰電勢低的陽極。將對比結(jié)論與苯酚降解效果結(jié)合分析，最終篩選出電化學(xué)性能良好的Ti/SnO2-Sb2O5及Ti/Sn-Sb/PbO2電極，二者的析氧電位均為2.5V，7小時后降解終點(diǎn)的苯酚去除率也可分別達(dá)到80％及90%。
　　進(jìn)一步將篩選后電極分別安置在微通道電解槽內(nèi)，并對各操作參數(shù)如ΦV、h、i進(jìn)行了考察。研究結(jié)果表明，微通道電解槽的特

3、別構(gòu)型可以強(qiáng)化有機(jī)物在陽極表面的傳質(zhì)，增大了反應(yīng)速率常數(shù)，使降解過程可以在較短的時間內(nèi)達(dá)到相同的降解效果。在同樣達(dá)到90%苯酚去除率的情況下，微流控反應(yīng)器可以將降解時間由常規(guī)反應(yīng)器中的6~7小時縮短到2~3小時，提高了電流效率，有效控制能耗。
　　對苯酚的第一步氧化過程進(jìn)行動力學(xué)分析，提出零級和擬一級反應(yīng)假設(shè)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，回歸結(jié)果顯示不同陽極表面苯酚在微通道電解槽內(nèi)的動力學(xué)分析結(jié)果有所不同。當(dāng)使用Ti/SnO2-Sb2O5/