三維電極在電解法處理廢水中的作用
電化學(xué)方法用于處理難降解的有機(jī)物具有很好的效果,它可以使非生化降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可生化降解的有機(jī)物。有機(jī)物的電化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率一般較慢,所以常用增大電極的過(guò)電位,增加電極表面積,選用優(yōu)秀的電極材料,以及改進(jìn)電極結(jié)構(gòu)等方法加以提高。
在電化學(xué)反應(yīng)中,電極表面區(qū)域隨著電荷移動(dòng)而伴生非均相催化反應(yīng),該反應(yīng)類(lèi)似于化學(xué)催化作用。在一定的電解液中,同樣的過(guò)電位下,電極反應(yīng)速率及反應(yīng)類(lèi)型因電極基體材料的不同而變化,這在電化學(xué)中統(tǒng)稱(chēng)為電催化。在電催化反應(yīng)中,作為電催化劑,不同的電極材料可以使電化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生數(shù)量級(jí)上的變化。所以,選擇適當(dāng)?shù)碾姌O材料是提高電化學(xué)催化反應(yīng)效率的有效途徑。
在電化學(xué)反應(yīng)中,多組分電極也是很重要的一個(gè)研究方面。Ti/Sn02·Sb203"Mn02/Pb02·Mn02陽(yáng)極的制備可作為多組分電極設(shè)計(jì)的一個(gè)示例。鈦陽(yáng)極失效的主要原因是析氧反應(yīng)所產(chǎn)生的新生態(tài)氧擴(kuò)散到電極表面,從而在鈦表面生成不導(dǎo)電的Ti02膜。為了使陽(yáng)極活化,在電極表面加一層PbO2·Mn02活性層;為了減少新生態(tài)氧擴(kuò)散到鈦表面上,在鈦電極基體與活性層之間加一層SnOz·Sb203·Mn02中間層。在含酚污水的處理中,該陽(yáng)極有很高的電催化活性和電化學(xué)穩(wěn)定性。
早期的反應(yīng)器多采用平板二維結(jié)構(gòu),面積較小,單位槽處理量小,電流效率較低。針對(duì)此缺陷,采用三維電極代替二維電極,大大增加了單元槽體積的電極面積,而且由于每個(gè)微電解池的陰極和陽(yáng)極距離很近,傳質(zhì)非常容易,因此大大提高了電解效率和處理量。三維電極是在20世紀(jì)60年代末提出來(lái)的,所用的填充材料主要有金屬粒子,鍍覆金屬的玻璃球或塑料球,金屬氧化物,石墨和活性炭等。三維電極法有較高的脫色率和TOC去除率,穩(wěn)定性較好。
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