電催化氧化技術(shù)ppt課件(存儲版)
【正文】 ， 相應(yīng)地可以將載體分為兩種情況 ： （ 1） 支持性載體： 僅作為一種惰性支撐物 ， 只參與導(dǎo)電過程 ， 對催化過程不做任何貢獻； —— 催化物質(zhì)負載條件不同只會引起活性組分分散度的變化 （ 2） 催化性載體 ： 載體與負載物存在某種相互作用 ， 這種相互作用的存在修飾了負載物質(zhì)的電子狀態(tài) ， 其結(jié)果可能會顯著改變負載物質(zhì)的活性和選擇性 。 Na2SO4 電催化廢水處理反應(yīng)器形式及應(yīng)用 1. 電催化廢水處理反應(yīng)器形式 2. 電催化技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用 3. 影響電催化氧化效率的因素 1. 電催化廢水處理反應(yīng)器形式 ? 電化學(xué)反應(yīng)器種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不同的應(yīng)用領(lǐng)域，所應(yīng)用的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和形式均不完全一樣，其中，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和電極結(jié)構(gòu)是影響電化學(xué)應(yīng)用中電流效率的重要因素之一。 —— 摻雜的 SnO2電極對析氧反應(yīng)具有極高的過電位 ， —— 較高的電流效率 —— 鹵素和有機鹵代物有較強的阻滯作用 ， 減小了處理過程中形成有毒鹵代化合物的可能性 。 現(xiàn)在研究的電極價格偏高 （ 主要指各種貴金屬電極或鈦基電極 ） ， 處理過程耗電量很大 ， 即實用化的電極材料不多 ， 且壽命一般都不長 ， 因此處理的成本比較高 ，不適合大規(guī)模推廣 ， 因此 ， 制備出高效的復(fù)合型電極是將其工業(yè)化應(yīng)用的前提； （ 3） 三維電極的引入雖然解決了傳質(zhì)問題 ，但又引起了床內(nèi)電流和電壓的分布問題 ，雖然有些理論模型與實驗測試取得了一致 ，但對指導(dǎo)實際應(yīng)用來說還是不夠的；再者 ，三維電極的電極堵塞也是急需解決的問題之一 ， 設(shè)計出高效合理的的反應(yīng)器 ， 也是將其工業(yè)化推廣應(yīng)用所必須解決的問題 。 ● 良好的電催化電極應(yīng)該具備的性能 ？ ● 影響電催化效率的因素 。 電催化技術(shù)的優(yōu)點、局限性及展望 1. 優(yōu)點 （ 1） 電子轉(zhuǎn)移只在電極及廢水組分之間進行 ， 不需要另外添加氧化還原試劑 ， 同時也避免了由另外添加藥劑而引起的二次污染問題； （ 2） 可以通過改變外加電流 、 電壓 ， 隨時間調(diào)節(jié)反應(yīng)條件 ， 可控制性較強； （ 3） 反應(yīng)過程中可能產(chǎn)生的自由基可以無選擇地直接與廢水中的有機污染物反應(yīng) ， 可將其降解為 COH2O和簡單低分子有機物 ， 沒有或很少產(chǎn)生二次污染； （ 4） 能量效率高 ， 反應(yīng)條件較溫和 ， 電化學(xué)過程一般在常溫常壓下即可進行； （ 5） 反應(yīng)器設(shè)備及其操作一般比較簡單 ， 如果設(shè)計合理 ， 費用并不昂貴； （ 6） 當排污規(guī)模較小時 ， 可以進行就地處理； （ 7） 當廢水中含有金屬離子時 ， 陰 、 陽兩極可同時起作用 （ 陰極還原金屬離子 ， 陽極氧化有機物 ） ， 使處理效率提高 ， 同時回收再利用有價值的化學(xué)品或金屬 ， 避免了二次污染； （ 8） 兼有吸附 、 絮凝 、 殺菌作用； （ 9） 作為一種清潔工藝 ， 設(shè)備占地面積小 ，特別適合于人口擁擠的城市中污水的處理； （ 10） 既可以單獨處理 ， 又可以與其他處理方法相結(jié)合 ， 例如作為前處理 ， 可以將難降解有機物或生物毒性污染物轉(zhuǎn)化為可降解物質(zhì) ，從而提高廢水的可生物降解性 。 對電極進行摻雜是改變電極材料組成及其性能的常用的一類方法 。 4. 電解質(zhì) 支持電解質(zhì)： 加入到有機廢水的電化學(xué)處理體系中 ， 可以增強溶液導(dǎo)電性 ， 使有機物的降解反應(yīng)順利發(fā)生的電解質(zhì)鹽 。 電催化電極的載體： 一類起到將催化物質(zhì)固定在電極表面 ， 且維持一定強度的一類物質(zhì) ， 對電極的催化性能也有很大影響 。 目前已知電催化電極表面材料主要涉及過渡金屬及半導(dǎo)體化合物 。 良好的電催化電極應(yīng)該具備下列幾項性能： （ 1） 良好的導(dǎo)電性： 至少與導(dǎo)電材料 （ 例如石墨 ） 結(jié)合后能為電子交換反應(yīng)提供不引起嚴重電壓降的電子通道 ， 即電極材料的電阻不能太大； （ 2） 高的催化活性： 即能夠?qū)崿F(xiàn)所需要的催化反應(yīng) ， 抑制不需要或有害的副反應(yīng)； （ 3） 良好的穩(wěn)定性： 能夠耐受雜質(zhì)及中間產(chǎn)物的作用而不致較快地被污染 （ 或中毒 ） 而失活 ，并且在實現(xiàn)催化反應(yīng)的電勢范圍內(nèi)催化表面不至于因電化學(xué)反應(yīng)而過早失去催化活性； （ 4） 良好的機械物理性質(zhì)： 即表面層不脫落 、 不溶解 。 （ 2） 電極材料的種類 a. 金屬電極 金屬電極是指以金屬作為電極反應(yīng)界面的裸露電極 ， 除堿金屬和堿土金屬外 ， 大多數(shù)金屬作為電化學(xué)電極均有很多研究報道 。 ? 催化電極 —— 首先應(yīng)該是一個電子導(dǎo)體 ， 其次要兼具催化功能 ， 即：既能導(dǎo)電 ， 又能對反應(yīng)物進行活化 ， 提高電子的轉(zhuǎn)移速率 ， 對電化學(xué)反應(yīng)進行某種促進和選擇 。O 陽極表面氧化過程分兩階段進行 ——
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