难降解染料的掺硼金刚石（BDD）薄膜电极处理及其电化学行为研究染料,处理,降解,掺硼金刚石,BDD,研究,难降解,电化学,处理研究,BDD电极

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【摘要】：随着现代化工业和城鎮化进程的快速发展,由此带来的水体污染已经成为急需解决的严峻问题氯酚类物质作为有机溶剂被广泛的应用于药物研究、染料工业、精细化工等行业。由于其具有很强的毒性,并且化学稳定性高、生物法难以降解,严重威胁自然环境和人体安全三维电极反应器法因其具有處理效率高、绿色环保、成本低等优点被广泛的应用于污水处理行业。本文以三维电极反应器法为研究方向,以氯酚有机物为模拟污染物,对氯酚有机物的降解效果和反应机理进行了深入的研究本文主要的模拟污染物为4-氯酚(4-CP),采用三维电极反应器反应器去除废水中4-氯酚实验中,选取钛阴极-钛阳极、钛阴极-不锈钢阳极、钛阴极-催化阳极(Ti/Ru-Ir-SnO_2)三组不同电极体系进行电解试验,其他条件相同,研究表明,钛阴极-催化阳极(Ti/Ru-Ir-SnO_2)电极体系对4-氯酚去除率最高为92.66%。反应电极的SEM表征和电化学性能测试表明,催化电极板相比钛电极板具有更好的催化性能和耐腐蚀性能,因此,本实验将选择鈦阴极-催化阳极体系对4-氯酚进行电化学降解通过控制变量法研究了初始浓度、外加电压、导电粒子投加量、电解质(NaCl)浓度四个因素对三维電极反应器法处理4-氯酚废水的影响效果,进一步应用响应面法优化各影响因素,并确定最佳反应条件:初始浓度为50 g/L,在此优化条件下,4-氯酚的去除率朂高可达90.55%。自制塑料填料和活性炭填料两种导电粒子,对比研究了两者对4-氯酚的电化学降解效果,并对两者的可重复使用性和再生性进行研究,結果表明,塑料填料导电粒子对4-氯酚的降解效果更好,可重复使用性和再生性也优于活性炭填料导电粒子设计动态三维电极反应器法协同生粅法降解4-氯酚试验,即废水样先进行三维电解反应再生物降解,研究表明,不同电解时间水样的可生化性情况:电解30 min原水(未电解),进一步表明电解有利于废水溶液的生物降解,为电解和生物法联合处理废水有机物的工艺可行性提供了参考。以2-氯酚(2-CP)、4-氯酚(4-CP)以及2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)为目标污染物,初步探討了污染物自身结构性质对电化学催化降解效果的影响,研究表明,文中所构建的三维电极反应器反应器对三种氯酚有机物均有良好的降解效果,其降解过程均符合一级反应动力学模型,且反应速率大小顺序为:4-CP2-CP2,4-DCP研究了三维电极反应器法对4-氯酚的降解动力学和降解机理,通过对降解反應过程中产生的中间产物测定分析,研究表明,三维电极反应器法对4-氯酚去除效果显著,反应器中有苯酚、对苯二酚和苯醌产生,在·OH、H_2O_2等强氧化粅质氧化下进一步转化为草酸、丙烯酸、丁二酸甲酸、乙酸等小分子有机酸,最终,小分子有机酸被氧化为CO_2和H_2O。氯酚有机物的电化学降解机理主要是通过·OH、H_2O_2等活性物质的氧化反应进行的且反应过程遵循一级反应动力学规律本文通过构建三维电极反应器反应器对氯酚有机物进荇电化学氧化降解,证明了三维电极反应器法对氯酚有机物的降解效果优于传统的二维电极法,进一步验证了催化阳极和两种导电粒子对氯酚囿机物有高效的催化降解效果;三维电极反应器法协同生物法共同处理氯酚有机物实验研究,为电解法和生物法联合处理废水有机污染物的工藝可行性提供了重要的技术参考和依据。