電催化氧化技術(shù)ppt課件-資料下載頁
2025-01-17 09:12本頁面
【正文】 ， 如生成的游離氯或電極上吸附的單原子氯可以與廢水中溶解的有機(jī)物或其氧化的中間產(chǎn)物反應(yīng) ， 生成有毒且更難降解的有機(jī)氯化物；Cl在電極上的吸附影響有機(jī)物在電極上的吸附氧化； Cl2的產(chǎn)生也使電流效率有所降低 。 （ 3）廢水的理化性質(zhì) —— 同一電極對不同有機(jī)物表現(xiàn)出不同的電催化氧化效率； —— 廢水體系的 pH值常常會(huì)影響電極的氧化效率 ， 而這種影響不僅與電極的組成有關(guān) ， 也與被氧化物質(zhì)的種類有關(guān)； —— 添加支持電解質(zhì) （ 如 NaCI、 Na2S04） 增加廢水的電導(dǎo)率 ， 可減少電能消耗 ， 提高處理效率 。 （ 4） 工藝因素 —— 反應(yīng)器：二維反應(yīng)器 、 三維反應(yīng)器 —— 電流密度 —— 電解時(shí)間 —— 溶液傳質(zhì) 不同的有機(jī)污染物降解所需的各條件的最佳指標(biāo)是不同的 ， 有必要深入研究有機(jī)物在電極上的氧化歷程 ， 開發(fā)高效的電極材料 ， 確定最佳的降解條件 ， 提高電解效率 ， 降低水處理費(fèi)用 。 電催化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)、局限性及展望 1. 優(yōu)點(diǎn) （ 1） 電子轉(zhuǎn)移只在電極及廢水組分之間進(jìn)行 ， 不需要另外添加氧化還原試劑 ， 同時(shí)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(shí)間調(diào)節(jié)反應(yīng)條件 ， 可控制性較強(qiáng)； （ 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(jī)污染物反應(yīng) ， 可將其降解為 COH2O和簡單低分子有機(jī)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(jìn)行； （ 5） 反應(yīng)器設(shè)備及其操作一般比較簡單 ， 如果設(shè)計(jì)合理 ， 費(fèi)用并不昂貴； （ 6） 當(dāng)排污規(guī)模較小時(shí) ， 可以進(jìn)行就地處理； （ 7） 當(dāng)廢水中含有金屬離子時(shí) ， 陰 、 陽兩極可同時(shí)起作用 （ 陰極還原金屬離子 ， 陽極氧化有機(jī)物 ） ， 使處理效率提高 ， 同時(shí)回收再利用有價(jià)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(dú)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(jī)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 。 2. 局限性 （ 1） 電解法處理有機(jī)污染物的機(jī)理探討還很不充分 ，不能對電極的選擇 、 工藝的設(shè)計(jì) 、 工藝參數(shù)的確立起到具體的理論指導(dǎo)作用； （ 2） 電流效率仍然很低 ， 經(jīng)濟(jì)上不合理 。 現(xiàn)在研究的電極價(jià)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(shí)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(shí)驗(yàn)測試取得了一致 ，但對指導(dǎo)實(shí)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(jì)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 。 3. 展望 （ 1） 應(yīng)用前景 a. 在電解過程中產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的物質(zhì) ， 使有機(jī)污染物均相或異相地被徹底氧化降解成二氧化碳和水； b. 把生物難降解的有機(jī)物通過電化學(xué)方法轉(zhuǎn)化為易生物降解的有機(jī)小分子或把有毒有機(jī)物轉(zhuǎn)變成無毒有機(jī)物 ， 主要是通過電解使環(huán)狀化合物開環(huán) ， 生成易生物降解的脂肪類化合物 。 （ 2）研究方向（目標(biāo)：工業(yè)化應(yīng)用） a. 研制新型電極材料 ， 以提高電流效率和催化活性 ， 實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物低成本去除； b. 深入研究電化學(xué)氧化機(jī)理 ， 以便針對特定污染物和處理要求設(shè)計(jì)制造特性電極； c. 改進(jìn)工藝條件 ， 以減少能量消耗 ， 降低運(yùn)行成本 ， 提高處理效率； d. 提高智能化水平 ， 以突出電化學(xué)方法易于控制的優(yōu)點(diǎn) ， 穩(wěn)定處理效果 ， 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行 。 （ 3）有關(guān)電催化工藝的研究方向 a. 研制和篩選修飾電極的合適金屬氧化物 ， 以提高其電極壽命； b. 電解槽的傳質(zhì)問題限制了電流效率的提高 ，需要開發(fā)新型 、 高效的電化學(xué)反應(yīng)器以降低能耗； c. 電極上發(fā)生的有機(jī)物氧化機(jī)理的研究有待于進(jìn)一步深入 。 思 考 題 ● 電化學(xué)；電催化；電極；催化電極 ● 電催化的特點(diǎn) ？ ● 電催化去除污染物的基本原理 ？ ● 催化電極的種類；電極材料的種類 。 ● 電催化電極的組成 。 ● 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 。
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