電催化氧化技術(shù)ppt課件(參考版)
2025-01-20 09:12本頁面
【正文】 ● 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 。 思 考 題 ● 電化學(xué)；電催化；電極；催化電極 ● 電催化的特點 ？ ● 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 。 （ 2）研究方向（目標：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 ， 實現(xiàn)有機污染物低成本去除； b. 深入研究電化學(xué)氧化機理 ， 以便針對特定污染物和處理要求設(shè)計制造特性電極； c. 改進工藝條件 ， 以減少能量消耗 ， 降低運行成本 ， 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 ， 穩(wěn)定處理效果 ， 實現(xiàn)自動化運行 。 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 。 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(dāng)排污規(guī)模較小時 ， 可以進行就地處理； （ 7） 當(dāng)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 。 （ 3）廢水的理化性質(zhì) —— 同一電極對不同有機物表現(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 。 但電解質(zhì)濃度達到一定濃度后 ， 電壓效率的提高趨于平緩 ， 若再加大投入量會增加處理費用 b. 電解質(zhì)的種類 Na2S04：惰性電解質(zhì) ， 電解過程中不參與反應(yīng) ， 只起導(dǎo)電作用 ， 電解效率的高低僅與其濃度有關(guān)； NaCl：在電解過程中參與電極反應(yīng) ， Cl在陽極氧化 ， 進而轉(zhuǎn)變成 HClO， 后者是一種強氧化劑 ， 不但可以直接氧化有機物 ， 而且還能阻止有機物 （ 或中間產(chǎn)物 ） 在電極表面的吸附 （ 使電極活性降低 ） 。 —— 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 。 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 。 3. 影響電催化效率的因素 影響電催化效率的因素主要包括四個方面：電極材料 、 電解質(zhì)溶液 、 廢水的理化性質(zhì)和工藝因素（ 電化學(xué)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu) 、 電流密度 、 通電量等 ） 。 （ 1）重金屬的去除和含氰廢水的處理； （ 2）染料工業(yè)廢水； （ 3）工業(yè)廢水； （ 4）啤酒廠廢水 國外狀況： 在國外 ， 用電化學(xué)水處理技術(shù)處理有機廢水的研究非常多 。 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)
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1