電催化降解水中氨氮的研究.pdf

1、制備了Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2、Ti/SnO2-Sb2O3/Fe-PbO2、Ti/SnO2-Sb2O3/Co-PbO2、Ti/SnO2-Sb2O3/Ni-PbO2四種電極,采用X-射線衍射(XRD)、電感耦合離子發(fā)射光譜(ICP)、陽極析氧電位、析氯電位和電極強(qiáng)化壽命測試等方法對(duì)電極進(jìn)行了表征。通過電催化降解氨氮模擬廢水,比較了所制備四種電極的電催化性能。研究結(jié)果表明,在所制備的四種電極中,Ti/SnO2-Sb2O3/Fe-

2、PbO2電極具有較高的析氧電位、較低的析氯電位、較強(qiáng)的催化活性、較低的槽電壓及較長的使用壽命,是一種優(yōu)良的陽極材料。該電極中間層為錫銻氧化物,表面層是具有催化活性的β-PbO2。鐵元素的摻雜提高了電極的電催化降解能力。
　　 同時(shí),單因素考察了電流密度、反應(yīng)溫度、溶液pH值、氨氮初始濃度、極板間距、氯離子濃度等對(duì)氨氮模擬廢水電催化降解效果的影響。研究結(jié)果表明,當(dāng)電流密度為20 mA·cm-2、反應(yīng)溫度為30℃、pH值為弱堿性(9

3、.98左右)、氨氮初始濃度為100 mg·L-1、極板距為1cm、氯離子濃度為1100 mg·L-1時(shí),氨氮的去除率可達(dá)到100％。且氨氮模擬廢水的電催化降解符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)規(guī)律。
　　 正交實(shí)驗(yàn)考察了電流密度、溶液pH值、氨氮初始濃度和氯離子濃度等對(duì)氨氮模擬廢水氨氮及總氮電催化降解效果的影響。研究結(jié)果表明,影響氨氮電催化降解的各因素的主次關(guān)系如下:初始pH值>氨氮初始濃度>氯離子濃度>電流密度。影響總氮電催化降解的各因素的主次順

4、序如下:初始pH值>氨氮初始濃度>電流密度>氯離子濃度。綜合考慮氨氮和總氮去除率兩個(gè)指標(biāo),確定了電催化降解氨氮模廢水的最佳工藝條件為:pH值為弱堿性、氨氮初始濃度為100mg·L-1、電流密度為25mA·cm-2、氯離子濃度為1100 mg·L-1。電催化降解過程中,氨氮大部分轉(zhuǎn)化為N2、降解過程中生成的亞硝酸鹽氮在總氮中所占的比重較小。
　　 以Ti/SnO2-Sb2O3/Fe-PbO2為陽極,電催化降解實(shí)際印染廢水,5 h后