電化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用-wenkub.com
2025-06-04 21:47 本頁(yè)面
【正文】 從發(fā)展有毒難降解有機(jī)廢水電化學(xué)氧化處理技術(shù)的實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，開展基礎(chǔ)和應(yīng)用研究具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用前景，其核心內(nèi)容是但是新型電催化陽(yáng)極、電化學(xué)反應(yīng)器和電化學(xué)氧化處理工藝的開發(fā)。近年來(lái)電化學(xué)處理廢水的技術(shù)得到了飛速發(fā)展,給廢水處理帶來(lái)了新的活力,并使處理技術(shù)發(fā)生了變革。如用Br2 作為媒介氧化SO2 :SO2 + Br 2 + 2 H2O H2SO4 + 2HBr應(yīng)用電化學(xué)方法將HBr 轉(zhuǎn)化為Br2 和H2 :2 HBr Br2 + H2此外, 含有H2S 的污濁空氣也可用同樣的方法。電化學(xué)方法清潔空氣包括兩個(gè)步驟: 使氣體中的有害物質(zhì)溶解在液體中。工業(yè)廢水的處理是電滲析的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一，主要有廢堿、廢酸回收，電鍍工業(yè)漂洗水的處理，有害金屬的回收處理等。電氣浮工藝既可單獨(dú)用于分離水中的有害成分，也可作為單元操作與化學(xué)混凝、電絮凝、pH 值調(diào)節(jié)法、過(guò)濾技術(shù)等聯(lián)合使用。目前在理論和應(yīng)用方面的研究正在起步。半導(dǎo)體材料中電子和空穴有較強(qiáng)的復(fù)合傾向,為避免電子、空穴的復(fù)合,在光催化體系中外加電流,避免電子2空穴的重新結(jié)合,維持半導(dǎo)體材料中的空穴濃度。通過(guò)電滲析離子交換電滲析組合工藝，既能實(shí)現(xiàn)資源的回收利用，又可以減少污染的排放。有機(jī)物濃度較低（10010－6）時(shí)，處理廢水的能量消耗在可接受的10～100 kW近年來(lái)開發(fā)的活性碳填充電極電解氧化法已經(jīng)應(yīng)用于有機(jī)廢水的深度處理工藝,該工藝在電極板之間填充活性碳顆粒作為微電極,在外電場(chǎng)作用下,吸附在活性碳表面上的有機(jī)物分子被電解氧化,該法集吸附、電化學(xué)氧化于一體,如有機(jī)負(fù)荷、電流密度等操作條件控制得當(dāng),吸附和電化學(xué)氧化可達(dá)到自身平衡,無(wú)需單獨(dú)設(shè)置活性碳再生裝置。 + Fe3 + (2) 同時(shí)利用陰極與陽(yáng)極產(chǎn)生的強(qiáng)氧化劑來(lái)氧化降解有機(jī)污染物的技術(shù)稱為成對(duì)電氧化技術(shù),成對(duì)電氧化技術(shù)成為近來(lái)研究的熱點(diǎn)。等自由基,它們可以分解污染物質(zhì),通過(guò)溶液中的可再生氧化還原電對(duì)進(jìn)行有機(jī)污染物的氧化還原去除,如: CN + 2OH + 2e 1 →CNO +H2O (1) 陰極間接氧化是指利用陰極還原反應(yīng)產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化作用的中間物質(zhì), 例如, 利用陰極還原為H2O2 ,而后生成HO 直接氧化是指利用陽(yáng)極氧化反應(yīng)直接把污染物變成無(wú)害物質(zhì),在生物難降解(如苯酚等)有機(jī)污染物的處理中,能發(fā)揮有效的降解作用。鋁和鐵離子是很有效的固體懸浮物絮凝劑，鋁離子能形成大的AlOAlOH 網(wǎng)狀物，可以化學(xué)吸附F－離子這樣的污染物。在陽(yáng)極首先鋁或鐵電極氧化溶解為金屬離子（Al－3e－→Al3+），如果在堿性條件下則生成氫氧化鋁[Al3++3OH－→Al(OH)3]，或在酸性條件下發(fā)生[Al3++3H2O→Al(OH)3+3H+]反應(yīng)。應(yīng)用電化學(xué)技術(shù)治理環(huán)境污染, 通過(guò)氧化或還原除去對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì), 對(duì)環(huán)境起到間接的保護(hù)作用, 在國(guó)內(nèi)外都得到了重視電化學(xué)技術(shù)處理環(huán)境污染物的基本方法[1]電化學(xué)技術(shù)處理環(huán)境污染物常用的基本方法有電化學(xué)氧化、電化學(xué)還原、光電化學(xué)氧化、電滲析、電吸附、電凝聚、電沉積、電化學(xué)膜分離等。電化學(xué)一直是物理化學(xué)中比較活躍的分支學(xué)科，它的發(fā)展與固體物理、催化、生命科學(xué)等學(xué)科的發(fā)展相互促進(jìn)、相互滲透。在直流電機(jī)發(fā)明以前，各種化學(xué)電源是唯一能提供恒穩(wěn)電流的電源。(CharlesAugustin de Coulomb) 在試圖研究由英國(guó)科學(xué)家Joseph Priestley 提出的電荷相斥法則的過(guò)程中發(fā)展了靜電相吸的法則。 Du Fay 發(fā)布說(shuō)電由兩種不同液體組成：vitreous (拉丁語(yǔ)”玻璃“)，或者正電；以及resinous, 或者負(fù)電。 這個(gè)球體可以拆卸并可以用作電學(xué)試驗(yàn)的來(lái)源。它的應(yīng)用分為以下幾個(gè)方面：①電解工業(yè)，其中的氯堿工業(yè)是僅次于合成氨和硫酸的無(wú)機(jī)物基礎(chǔ)工業(yè)、耐綸66的中間單體己二腈是通過(guò)電解合成的；鋁、鈉等輕金屬的冶煉，銅、鋅等的精煉也都用的是電解法；②機(jī)械工業(yè)要用電鍍、電拋光、電泳涂漆等來(lái)完成部件的表面精整；③環(huán)境保護(hù)可用電滲析的方法除去氰離子、鉻離子等污染物；④化學(xué)電源；⑤金屬的防腐蝕問(wèn)題，大
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