掺硼金刚石膜电极电化学氧化降解TNT的研究

首先采用循环伏安法研究了TNT在掺硼金刚石(BDD)膜电极上的电化学氧化-还原行为。基于此,开展了以BDD电极为阳极,电化学高级氧化降解TNT废液的研究,考察了电极电流密度对TNT降解率、溶液化学需氧量(COD)的影响。结果表明:随着电流密度从20 mA/cm2增加到150 mA/cm2,TNT降解率及COD去除率均明显增加,但平均电流效率降低,能耗呈线性增加。综合考虑,在较低电流密度下电氧化降解TNT废液降解更经济合理。     

不同氧化程度的掺硼金刚石膜电极的电化学性能及电荷转移速率研究

通过阳极电化学氧化法, 制备不同氧化程度的掺硼金刚石膜(BDD)电极, 并对其进行表征。分别采用循环伏安法和 Mott-Schottky 曲线, 研究不同氧化程度的 BDD 电极的电化学性质和电荷转移速率。扫描电子显微镜和拉曼光谱分析表明, 氧化后的 BDD 电极形貌和晶型结构几乎未发生变化, 但 EDX 能谱分析发现BDD 表面氧含量明显增加。循环伏安法和 Mott-Schottky 曲线阳极电流法研究发现, 电荷转移速率随氧化程度的增大而逐渐增大。接触角实验进一步证实, 随着 BDD 电极氧化程度的增加, 接触角减小, 电极表面亲水性逐渐增大, 因此以阳极电流方式表示的电荷转移速率增大。然而, Mott-Schottky 曲线以氧化还原电位差方式表示的电荷转移速率随氧化程度的增大, 先增大, 后减小, 这是由于在不同的氧化时间下, 表面基团的种类及其各成分在总含氧量中所占比例不同, 因此产生的电荷转移速率也不相同。     

金刚石膜电极电化学氧化石油污水的研究

用BDD(掺硼金刚石)作电极,采用循环电解法处理石油污水,研究了电解时间、槽电压及电极间距对有COD(化学需氧量)降解率的影响,实验发现在槽电压8 V、电极间距2 mm,经过5h电解废水的COD降解率达到了93.9%,并且做了阴极替换实验,最后对COD的降解机理做了分析.     

金刚石膜电极电化学氧化工业含磷废水的研究

用掺硼金刚石(BDD)作电极,采用循环电解法处理含磷工业废水,研究了电解时间、槽电压及电极间距对有化学需氧量(COD)降解率的影响.实验发现在槽电压8V、电极间距2 mm,经过5h电解废水的COD降解率达到了93.9%,并且做了阴极替换实验,最后对COD的降解机理做了分析.     

ABR-生物接触氧化工艺处理低碳氮比污水的碳源调配

低碳氮比生活污水由于碳源不足,采用传统A/O工艺处理难以出水达标.采用改进的ABR-生物接触氧化工艺对低碳氮比污水进行实验,通过优化运行参数,合理调配碳源,提高碳源利用率,确定了不同m(COD)/m(N)条件下该工艺对污水的处理效果.研究结果表明:改进的ABR-生物接触氧化工艺能有效提高碳源利用率和脱氮效率;在水力停留时间为10h,混合液回流比为2.5,温度为30℃时,系统碳源利用率和TN去除率达到最高;在不同m(COD)/m(N)条件下,TN去除率随着m(COD)/m(N)的减小而迅速降低.当进水m(COD)/m(N)为2～4时,TN去除率低于60％,处理效果不理想:当进水m(COD)/m(N)约为5时,TN去除率达到71.3％,出水TN质量浓度小于20 mg/L,满足排放标准要求;当m(COD)/m(N)为6～7时,TN去除率大于80％,出水TN质量浓度小于15 mg/L.     

液压油乳浊液电解过程中掺硼金刚石电极结构演变

以掺硼金刚石(BDD)电极为阳极,研究了液压油乳浊液电解过程对BDD电极微观结构演变的影响。扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)以及拉曼光谱(Raman)等表征技术用于研究不同电解时间下BDD电极的微观结构信息,循环伏安技术用于测试不同电解时间下BDD电极的电化学反应活性和稳定性。结果表明:BDD电极中金刚石晶粒在电解过程中由不规则八面体逐渐刻蚀为梯形台面,且晶粒尺寸逐渐减小,相应粗糙度也逐渐减小,膜厚逐渐变薄。BDD电极的循环伏安性能测试表明BDD仍然保持良好的电化学反应活性和较好的稳定性。     

BDD电极电化学氧化处理高COD、高氨氮火炸药废水的最佳工艺参数

为处理火炸药制造过程中产生的高COD、高氨氮废水,用掺硼金刚石(Boron-doped diamond, BDD)做阳极,通过电化学氧化处理,探究电流密度(40～80 mA/cm²)、氯化钠添加量(0.5～4.0 g/L)和pH值(2～11)对火炸药废水的COD、氨氮移除及其动力学常数的影响。结果表明,电流越大,COD与氨氮移除的动力学常数均随之增大;氯化钠添加量越大,COD动力学常数表现为线性增大,氨氮动力学常数则表现出先增大后稳定的趋势;体系的酸性越强,COD动力学常数越大,相反,体系碱性越强,氨氮动力学常数越大。结合动力学常数的变化趋势,获得了目标溶液的最佳处理参数：在pH=4,NaCl添加量2 g/L,电流密度70 mA/cm²条件下处理6 h,可实现溶液中COD和氨氮的高效移除,移除率分别达到98.70%和95.74%,表明以BDD为电极电化学氧化处理火炸药废水有优良的效果。     

Ta／BDD电极电化学处理超高浓度有机废水的研究

用Ta/BDD(以Ta为基底的掺硼金刚石薄膜)作电极,采用循环电解法处理高浓度有机工业废水,研究了电解时间、电流密度及pH值对于COD(化学需氧量)降解率的影响,实验发现在电流密度0.4 A/cm2左右、pH值为酸性条件下,经过6 h电解废水的COD降解率达到了90%以上,最后对COD的降解机理做了分析.     

活性炭纤维电极用于NaCl溶液电容性除盐

采用活性炭纤维作电容去离子的电极,用于N aC l溶液的除盐实验,研究了电容去离子电极的性质.由实验结果可以看出,随着电极上所加电压的增加,电极上吸附容量随之增大,溶液中的离子浓度随之降低;当溶液种类和浓度一定时,吸附容量随着电压的增加而增加;当溶液种类和电压确定后,吸附容量随着浓度的增加而增加,并达到一个极限值.吸附还可以用Langm u ir吸附等温线来描述.     

序批式接触氧化工艺处理生活污水试验研究

应用序批式接触氧化工艺处理生活污水。研究了水力停留时间(HRT)、曝气量、冲击负荷对处理效果的影响。研究结果表明：在HRT为6h、气水比为20：1的条件下,采用的污水处理工艺对COD105～565mg／l、NH3—N7．2～32．6mg／l的生活污水,COD和NH3—N的平均去除率分别为94％和97％;在一定范围内,冲击负荷对处理效果的影响不大。     

Energy consumption of electrooxidation systems with boron-doped diamond electrodes in the pulse current mode

A pulse current technique was conducted in a boron-doped diamond (BDD) anode system for electrochemical wastewater treatment. Due to the strong generation and weak absorption of hydroxyl radicals on the diamond surface, the BDD electrode possesses a powerful capability of electrochemical oxidation of organic compounds, especially in the pulse current mode. The influences of pulse current parameters such as current density, pulse duty cycle, and frequency were investigated in terms of chemical oxygen demand (COD) removal, average current efficiency, and specific energy consumption. The results demonstrated that the relatively high COD removal and low specific energy consumption were obtained simultaneously only if the current density or pulse duty cycle was adjusted to a reasonable value. Increasing the frequency slightly enhanced the COD removal and average current efficiency. A pulse-BDD anode system showed a stronger energy saving ability than a constant-BDD anode system when the electrochemical oxidation of phenol of the two systems was compared. The results prove that the pulse current technique is more cost-effective and more suitable for a BDD anode system for real wastewater treatment. A kinetic analysis was presented to explain the above results.     

Comparative study of oxidation ability between boron-doped diamond (BDD) and lead oxide (PbO<Subscript>2</Subscript>) electrodes

The electrochemical oxidation capabilities of two high-performance electrodes, the boron-doped diamond film on Ti (Ti/BDD) and the lead oxide film on Ti (Ti/PbO₂), were discussed. Hydroxyl radicals (·HO) generated on the electrode surface were detected by using p-nitrosodimethylaniline (RNO) as the trapping reagent. Electrochemical oxidation measurements, including the chemical oxygen demand (COD) removal and the current efficiency (CE), were carried out via the degradation of p-nitrophenol (PNP) under the galvanostatic condition. The results indicate that an indirect reaction, which is attributed to free hydroxyl radicals with high activation, conducts on the Ti/BDD electrode, while the absorbed hydroxyl radicals generated at the Ti/PbO₂ surface results in low degradation efficiency. Due to quick mineralization which combusts PNP to CO₂ and H₂O absolutely by the active hydroxyl radical directly, the CE obtained on the Ti/BDD electrode is much higher than that on the Ti/PbO₂ electrode, notwithstanding the number of hydroxyl radicals produced on PbO₂ is higher than that on the BDD surface.     

渗硼金刚石薄膜电极用于有机废水降解的实验

为了研究渗硼金刚石薄膜电极电化学性能以及用于含有机污染物的废水处理的可行性,采用循环电解的方法,对含苯酚的废水进行了电化学氧化实验,同时与活性涂层钛阳极进行了对比实验研究,考察了阴极的可替代性,最后用两种电极对含苯胺的工业废水进行了对比实验。实验结果表明,金刚石电极不仅具有优越的电化学性能和优异的电化学指标,而且可以用于电化学废水处理;同时,用钛电极代替金刚石作阴极经济可行。     

钛基氧化钌电极在油田污水处理中的研究

本文以油田污水为研究对象,用钛基氧化钌作阳极,采用电化学氧化法处理石油污水,研究了电解时间、电流密度及电极间距对污水中铁去除率的影响,实验发现在优化电解时间、电流密度、电极间距等参数后,有很好的除铁效果;将电化学氧化除铁与氧化剂H2O2除铁进行实验对比,结果表明电化学氧化除铁不但具有更好的氧化能力和处理效果,而且避免了因添加化学药剂而带来的二次污染.     

Effects of the surface-adsorption of boron-doped diamond electrode on its electrochemical behavior

As a kind of new functional material, diamond has unique physical and chemical properties[1 - 3]. Its chemical stability is perfect because it hardly reacts with acids and alkalis. Researchers tried to apply dia- mond as electrochemical electrode to waste…     

导电剂镍粉对La0.7Mg0.3Ni2.6Co0.7合金电极电化学性能的影响

采用放电容量、循环寿命、伏安特性、高倍率放电、交流阻抗等方法研究不同导电剂镍粉含量对La0.7Mg0.3Ni2.6Co0.7合金电极电化学性能的影响。结果表明:La0.7Mg0.3Ni2.6Co0.7+xwt%Ni(x=0.0,5.0,7.5,10.0,12.5)合金电极的放电容量分别为388.0、410.7、409.6、412.2、421.3 mAh/g,高倍率放电性能HRD1200从40.2%(x=0.0)增大到75.7%(x=12.5),同时合金电极的电荷转移阻抗明显降低,添加导电剂镍粉有利于电流在电极中分布趋于均匀化,增大了活性物质的填充量,促使合金电极的放电容量增加。电荷转移阻抗的降低有利于氢原子在合金内部扩散,从而有效地改善合金电极的高倍率放电性能。     

填充床电化学反应器处理甲基橙废水影响因素研究

采用活性炭(AC)填充型电化学反应器模拟甲基橙废水进行实验研究,分析不同阳极类型对甲基橙废水色度和化学需氧量(COD)去除效率的影响.实验结果显示,PbO2/Ti阳极较RuO2/Ti、IrO2-Ta2O5/Ti阳极对甲基橙废水具有更好的脱色及COD降解效率,经150min电催化氧化,色度及COD去除率分别可达98.14%和54.22%.在此基础上,采用单因素实验方法,研究甲基橙初始浓度、电解质质量浓度及电流密度对甲基橙废水电催化氧化效率的影响,并计算不同电流密度下体系的电流效率(ACE)及能耗(Esp).结果表明,在甲基橙初始浓度200mg/L,电解质质量浓度3%,电流密度30A/m2时,色度及COD去除率最高达98.89%和55.28%,ACE最高为65.86%,能耗最低为COD:11.19kWh/kg.