电催化氧化技术研究进展

２００８年第３４卷第３期

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工业安全与环保

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电催化氧化技术研究进展＊

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（１．中国环境管理干部学院环境工程系河北秦皇岛０６６００４；２．核工业第四研究设计院石家庄０５００２１）

摘要介绍了新兴废水技术——电催化氧化技术。阐述了电催化氧化技术处理有机废水的原理和电极材料、供电方式和电解反应器结构的研究现状及其在有机物污染治理中的应用，指出了该技术在研究过程中遇到的问题和今后的研究方向。

关键词

电催化氧化电极电解反应器

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电化学法降解有机污染物是一个很复杂的过程。其机理研究还在探索之中，有研究者认为［６】６，其原理是利用电极在电场作用下，分解８２０，产生具有强氧化能力的羟基自由基（・ｏＨ基团），从而使许多难以降解的有机污染物分解为Ｃ伤或其他简单化合物。

首先溶液中的Ｈ２０或ＯＨ一在阳极上放电并形成吸附的氢氧自由基（下列式中ＭＯ，为氧化电极）：

ＭＯ＝＋ｒ１２０－＊ＭＯ．（・０ＩＨ）＋Ｈ＋＋ｃ’

（１）

相比传统的生物废水处理方法，电催化氧化废水处理技术具有操作管理方便，氧化条件可控程度高，易实现自动化控制，且处理废水无需很多化学药品，后处理简单，设备集成度高，占地少等优点，尤其在生物难降解废水的处理方面表现出了高效的降解能力，已日渐成为水污染控制领域中的研究热点。

电催化法用于去除废水中有机污染物的研究不断增多【１．．】，原因在于电催化法处理难降解的有机物具有很好的效果，在反应过程中，形成具有强氧化性的・ＯＨ基团，作为中间产物实现污染物的深度氧化分解。该基团具有高氧化电极电位（２．∞Ｖ），比ｑ（２．０７Ｖ）和琏Ｑ（１．７６Ｖ）分别高３５％和５９％，氧化能力仅次于氟；另外，具有高电负性（亲电性），其电子亲和能为５６９．３ｋＪ，容易进攻高电子云密度点。・ＯＨ基团在降解废水时具有以下特点：

（１）・ＯＨ基团是催化氧化过程的中间产物，作为引发剂诱发链反应，对生物难降解有机物特别适用。

（２）・ＯＨ基团在氧化污染物时无选择性，且直接将有机物氧化为ｃ０２、１－１２０或矿物盐，实现了有害物质迸一步销毁的目的，不会造成新的环境污染。

（３）・ＯＨ基团氧化是一种物理化学过程，比较容易控制。（４）・ＯＨ基团氧化反应条件温和，容易得到推广应用。目前，国内电催化法水处理的研究应用已有一定的基础，然而和国外相比还不是很系统，又多集中在重金属和氰离子废水处理方面【５】５。随着水处理领域的热点转移到有机废水的处理，电化学法催化降解有机废水受到国内外的关注。２电催化氧化技术原理

＊中国环境管理干部学院科研基金资助项目（课题编号：２００７—０２６）。

然后吸附的氢氧自由基和阳极上现存的氧反应，并使氢氧自由基中的氧转移给金属氧化物晶格，而形成高价氧化物

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当溶液中没有可氧化的有机物时，２种状态的活性氧按以下步骤进行氧析出反应：

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Ｍｏ，＋ｌ—ｌ／２Ｑ＋ＭＯ，

（３）（４）

当溶液中存在可氧化的有机污染物Ｒ时，则反应按式（５）、式（６）进行：

Ｒ＋ＭＯ，（。ｏｎ）．－．－ｃ０２＋ＭＯ，＋ｚＨ＋＋二ｅ一

Ｒ＋Ｍｏ，＋ｌ—－ＲＯ＋ＭｏＩ

（５）（６）

可以看出，在电催化氧化过程中，阳极上存在两种状态的活性氧，即吸附的氢氧自由基和晶格中高价态氧化物的氧，因此电氧化反应可以按２条途径进行。当式（５）高效进行时，表现为非生化降解有机物深度氧化分解，即吸附态・ＯＨ的主要氧化产物为ｃｔｈ和Ｉ－１２０。为使式（５）快速进行。阳极表面必须存在高浓度的吸附态・ＯＨ，电流效率主要取

万方数据　

・２・

决于反应式（５）和式（３）的速率比；当反应式（２）和式（６）高效进行时，表现为非生化降解有机物转化为可生化降解有机物，即高价态氧化物晶格中的氧的氧化产物主要是一些有机酸、醌等有机物。为使反应式（６）快速进行，金属氧化物晶格中的氧空位浓度必须足够高，使阳极产生的吸附态・ＯＨ迅速转移到金属氧化物晶格中，即反应式（２）的速度要比式（１）快。电流效率主要取决于式（６）和式（４）的速率比；上述两种反应的电流效率均与电极材料有关，反应式（５）还与阳极电位有关。因此，选择合适的电极材料是电化学氧化技术处理废水的技术关键。

为了提高・ＯＨ基团氧化有机物的效率，必须防止剐反应（３）和反应（４），即限制氧气的析出，因此必须控制好反应条件，如反应温度、溶液ｐＨ值和反应的电流密度，选择较高电位的阳极材料能很好地抑制氧气的析出。３电催化氧化技术的国内外研究现状３．１电极材料

选择优质电极材料是电催化氧化的重要一环。传统的电极材料是石墨、贵金属Ｐｔ等，近期，对电极的研究重点放在了普通金属加入其他元素制成的新型高性能电极【７・引。

国内外所使用的电极材料主要有：碳素电极，钛基系列Ｒ峨

电极，钛基Ｐｂｏｌ电极和钛基＆峨电极。这些电极的一个共同特征就是高的析氧电位。如钛基铂电极、Ｐｂｏｌ电极、ｓｒ她

电极等作为高析氧过电位电极，均可用于电催化氧化法处理废水中的难降懈有机物。３．２供电方式

目前，电催化氧化有机废水的供电方式主要有直流供电和脉冲供电［引，直流供电方式采用较多，脉冲电解以往只是利用其絮凝功能处理印染废水，如高压脉冲电凝聚浮上法对印染废水的色度和ｃｏｎ巳均有良好的处理效果Ｌ１０】，在较高的槽电压（３００一４００Ｖ）下，可大幅度降低总电流强度和缩短电解时间，脉冲作用可使极板表面减少沉积物，保持较高的电流效率。随着三维电极的开发和应用，脉冲式供电方式引起广泛关注。复极性填充床反应器由无数个微小的电解池组成，即等同于多个平板电解槽串联而成，能满足脉冲电解的要求，如将填充床反应器与脉冲供电方式结合起来，电流效率将会得到更大幅度提高。３．３电解反应器结构

提高电化学的反应效率主要有２种途径：一是提高电极的比表面积。二是提高废水在反应中的传质效率。目前对电解槽的结构、填充粒子种类等的研究有了进一步的发展【ＪｌＪ。

固定床电极是指填充的导电性粒子处于静止状态；填充的导电性粒子处于流动状态时，则为流化床电极。固定方式的粒子材料是指在床体中不会发生位移，处于相对稳定状态的填充床；处于流动状态的为流化床。最初的固定床设计是采用炭纤维、网状玻态炭作为填充材料，其目的是保持固定床的高面体比和时空产率，并能在一定程度上使电势、电流分布均匀【１２】。但其不足之处在于长时间运行之后，污染物及其转化物往往会吸附或沉淀在电极表面，容易引起电极堵塞。因此必须进行前处理，而采用交流电源或脉冲电源电解

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方数据将有助于缓解这个问题。

流化床电极则是指粒子材料在床体中发生相对位移，它可分为２部分：阳极区和阴极区，之间以隔膜分开，阴极区填充粒子电极材料，阴极液从阴极区底部入口进入，使粒子材料处于流动状态，最后从阴极区上出口流出。阳极液从阳极区底部入口进入，从上部出口流出。该方法的优点在于良好的传质和高面体比，从而保证较高的电流效率和时空产率；同时，电极粒子的循环清液以及流动时的相互冲击防止了电解堵塞使电流效率降低。但它的缺点在于粒子电极接触不紧密，使粒子馈电流及电势分布不均匀，馈电极及隔膜容易沉积污染，降低电流效率【１３１。流化床电极是２０世纪６０年代末出现的一种高效三维电极，它的比表面积比平板电极和固定床电极要大得多，同时由于液体的流动和颗粒间的相互碰撞，液体的传质速度大大加快，反应的效率也大大提高，副反应不易发生，颗粒的运动也避免了不溶性反应产物的堵塞和填料的结块【１４】。

４电催化氧化存在的问题及展望

电催化氧化技术是水处理领域的一门新兴技术，尚处于探索阶段，在许多方面表现出的独特性能是生物法和化学法处理废水无与伦比的，但在该领域的研究中还存在着许多亟待解决的问题。首先，电极的研制开发缺乏完备的理论指导。电极的制备条件对电极催化性能的影响微观因素不够清楚，电催化降解有机污染物的机理探讨还不是很充分。元论是电化学转换，还是电化学燃烧，或者间接的电催化氧化。都需要对电极表面氧化物的催化理论进行深入的研究，为寻求催化性能高的ＤＳＡ电极的制备提供理论依据。其次，电流效率仍然偏低，能耗高。缺乏对电极结构及其反应器的合理设计和操作条件优化的系统性研究。所以。为了使这门新技术得以广泛的推广和应用，研究人员还有许多工作要做。

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２００８年第３４卷第３期

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工业安全与环保

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纳米复合材料对去除废水中阳离子

表面活性剂的实验研究

汪晨

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（天津城市建设学院环境与市政工程系天津３００３８４）

摘要实验研究了用ｘ型纳米分子筛与硅藻土组成的纳米复合材料，去除废水中阳离子表面活性剂的效果。结果表明．在原水质量浓度为１５０ｍｇ／Ｌ，ｐＨ值为７，纳米分子筛与浙江产Ｃ１）ＯｌＯ型硅藻土配比１：１，搅拌时问１０ｒａｉｎ条件下。去除水体中阳离子表面活性荆十六烷基三甲基演化铰（ＣｒＡＢ）的效果最佳，去除率和吸附量分别达到９５．７６％、２８．７３ｍｓ／ｓｏ再生实验结果表明，已经达到吸附饱和的纳米复合材料，在３００℃高温下煅烧２ｈ后可以再次利用，对ＣｒＡＢ的去除率达到９４％。

关键词纳米复合材料阳离子表面活性剂再生

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随着合成洗涤剂的生产、使用和排放。废水中的表面活性剂会造成水体起泡，产生毒性，且表面活性剂在水中起泡会降低水中的复氧速率和充氧程度，使水质变坏，影响水生物的生存，使水体自净受阻，并乳化出水体中其他污染物，造成间接污染。大量的污染物阳离子表面活性剂难以快速生物降解，对水生环境的影响引起了人们的关注Ｌｌ】。ｌ单因素实验结果与分析

１．１吸附饱和时间对ＣｒＡＢ去除效果的影响

在室温下，对质量浓度为１００ｎｌｇ／Ｌ的ＣｒＡＢ加入ｘ型纳米分子筛【２】或４种硅藻土［３】，分别搅拌１０

ｎ／ｎ、２０ｍｉｎ、４０

ｒａｉｎ、６０ｒａｉｎ、８０ｒａｉｎ、１００ｒａｉｎ，采用溴甲酚紫分光光度法［４’５】测

分被吸附的ＣｒＡＢ发生了脱附，增大了原水中ＣｒＡＢ浓度，去除率降低。因此，选定纳米分子筛的吸附时间为４０Ⅱ面。

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圈１搅拌时间对纳米分子筛吸附ＣｒＡＢ的影响

不同搅拌时问对４种硅藻土吸附ＣＴＡＢ的影响见图２。由图可见，ＣｒＡＢ的去除率在达到峰值后都有明显的下降，表明吸附饱和后会有脱附。因此，可选择浙江产的ｃｉｇｒ２、ＣＤ０１０型硅藻土的搅拌时间为１０ｒａｉｎ，云南环保局硅藻土、云南灰型硅藻土的搅拌时间为４０

ｒａｉｎ。

定Ｘ型纳米分子筛和４种硅藻土对ＣｒＡＢ的去除效果，以确定静态实验的搅拌时间。

不同搅拌时间对纳米分子筛吸附ＣＴＡＢ的影响实验结果如图１所示。显然，当搅拌时间为加ｒａｉｎ时，ＣｒＡＢ去除率达到最大值，为９５．６１％。之后，去除率反而下降，表明有部

Ｉ．２原水浓度对ＣｒＡＢ去除效果的影响

室温下，取硅藻土的用量均为１ｇ，搅拌时间为云南环保

【１１］ｚｕ妇唱Ｗｕ．№ｌｄｅＩ蛳ｄＰｋｌｏｌｂｙ幽嘲ｏｅｄｅＩｅ咖ｄ啪‘ｃ｜ｌ

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［１２］覃奇贤，于德龙．三维电投在电镀废水处理中的应用．电镀与环

ｏｆ钿伤∞ｏｄ∞．Ａｐ一日ｅｃｌｌＤｄ脚，１９９１。２１（１）：１４—２０．

作者简介景长勇，男，１９８０年生。河北秦皇岛人。讲师。硕士研究生．主要从事废水处理技术方面的研究。

ｈ３］陈日耀，郑曦，陈晓。等．电化学方法生成轻基自由基及其在染料

降解脱色中的应用——电解槽中的能量分析．吉林化工学院学

报，２００１．１８（３）：ｌ一４．

（收稿日期：２００７—０９—３０）

万方数据　

电催化氧化技术研究进展

作者：作者单位：

景长勇， 张新生， 霍保全， 张连凯， JING Chang-yong， ZHANG Xin-sheng， HUO Bao-quan， ZHANG Lian-kai

景长勇,霍保全,张连凯,JING Chang-yong,HUO Bao-quan,ZHANG Lian-kai(中国环境管理干部学院环境工程系,河北秦皇岛,066004)， 张新生,ZHANG Xin-sheng(核工业第四研究设计院,石家庄,050021)

工业安全与环保

INDUSTRIAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION2008,34(3)7次

刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

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引用本文格式：景长勇.张新生.霍保全.张连凯.JING Chang-yong.ZHANG Xin-sheng.HUO Bao-quan.ZHANG Lian-kai 电催化氧化技术研究进展[期刊论文]-工业安全与环保 2008(3)

２００８年第３４卷第３期

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ｌｎ矗哇ｒｉｄＳａｆｅｔｙａｎｄＥｒ耐Ｗｒｍ—．．ｔａＩ

ＰＩ＇ＵｔＣＣ６０ｔ＇Ｉ

电催化氧化技术研究进展＊

景长勇１

张新生２霍保全１张连凯１

（１．中国环境管理干部学院环境工程系河北秦皇岛０６６００４；２．核工业第四研究设计院石家庄０５００２１）

摘要介绍了新兴废水技术——电催化氧化技术。阐述了电催化氧化技术处理有机废水的原理和电极材料、供电方式和电解反应器结构的研究现状及其在有机物污染治理中的应用，指出了该技术在研究过程中遇到的问题和今后的研究方向。

关键词

电催化氧化电极电解反应器

（１．Ｄ叫．矿西痢Ⅶ删西弼ｒ嘶，Ｆ．ｍ／ｒｍｍｍｔａ／Ｍａｎａｇａｎａａ凸出譬矿‰＠幽Ⅻ垮ｋ，／／ｅｂｅ／０６６００４）

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ｍ，ｅ

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１电催化氧化技术概述

ｔｈｅ弘Ｄｂａｅ啊ｅｘｉｓｔｅｄ

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ｄｅｃｔｎｘｈｓ

ｄｅｃｔＩｄ皿ｒｅａｃｔｏｒ

电化学法降解有机污染物是一个很复杂的过程。其机理研究还在探索之中，有研究者认为［６】６，其原理是利用电极在电场作用下，分解８２０，产生具有强氧化能力的羟基自由基（・ｏＨ基团），从而使许多难以降解的有机污染物分解为Ｃ伤或其他简单化合物。

首先溶液中的Ｈ２０或ＯＨ一在阳极上放电并形成吸附的氢氧自由基（下列式中ＭＯ，为氧化电极）：

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（１）

相比传统的生物废水处理方法，电催化氧化废水处理技术具有操作管理方便，氧化条件可控程度高，易实现自动化控制，且处理废水无需很多化学药品，后处理简单，设备集成度高，占地少等优点，尤其在生物难降解废水的处理方面表现出了高效的降解能力，已日渐成为水污染控制领域中的研究热点。

电催化法用于去除废水中有机污染物的研究不断增多【１．．】，原因在于电催化法处理难降解的有机物具有很好的效果，在反应过程中，形成具有强氧化性的・ＯＨ基团，作为中间产物实现污染物的深度氧化分解。该基团具有高氧化电极电位（２．∞Ｖ），比ｑ（２．０７Ｖ）和琏Ｑ（１．７６Ｖ）分别高３５％和５９％，氧化能力仅次于氟；另外，具有高电负性（亲电性），其电子亲和能为５６９．３ｋＪ，容易进攻高电子云密度点。・ＯＨ基团在降解废水时具有以下特点：

（１）・ＯＨ基团是催化氧化过程的中间产物，作为引发剂诱发链反应，对生物难降解有机物特别适用。

（２）・ＯＨ基团在氧化污染物时无选择性，且直接将有机物氧化为ｃ０２、１－１２０或矿物盐，实现了有害物质迸一步销毁的目的，不会造成新的环境污染。

（３）・ＯＨ基团氧化是一种物理化学过程，比较容易控制。（４）・ＯＨ基团氧化反应条件温和，容易得到推广应用。目前，国内电催化法水处理的研究应用已有一定的基础，然而和国外相比还不是很系统，又多集中在重金属和氰离子废水处理方面【５】５。随着水处理领域的热点转移到有机废水的处理，电化学法催化降解有机废水受到国内外的关注。２电催化氧化技术原理

＊中国环境管理干部学院科研基金资助项目（课题编号：２００７—０２６）。

然后吸附的氢氧自由基和阳极上现存的氧反应，并使氢氧自由基中的氧转移给金属氧化物晶格，而形成高价氧化物

ＭＯ，＋ｌ：

ＭｏＩ（・ＯＨ）－＊＇ＭＯｘ＋ｌ＋Ｈ＋４－ｅ。（２）

当溶液中没有可氧化的有机物时，２种状态的活性氧按以下步骤进行氧析出反应：

Ｍｏ，（’ＯＨ）－－＊－ｌｆ２０２＋ＭＯ，＋Ｈ＋＋ｅ一

Ｍｏ，＋ｌ—ｌ／２Ｑ＋ＭＯ，

（３）（４）

当溶液中存在可氧化的有机污染物Ｒ时，则反应按式（５）、式（６）进行：

Ｒ＋ＭＯ，（。ｏｎ）．－．－ｃ０２＋ＭＯ，＋ｚＨ＋＋二ｅ一

Ｒ＋Ｍｏ，＋ｌ—－ＲＯ＋ＭｏＩ

（５）（６）

可以看出，在电催化氧化过程中，阳极上存在两种状态的活性氧，即吸附的氢氧自由基和晶格中高价态氧化物的氧，因此电氧化反应可以按２条途径进行。当式（５）高效进行时，表现为非生化降解有机物深度氧化分解，即吸附态・ＯＨ的主要氧化产物为ｃｔｈ和Ｉ－１２０。为使式（５）快速进行。阳极表面必须存在高浓度的吸附态・ＯＨ，电流效率主要取

万方数据　

・２・

决于反应式（５）和式（３）的速率比；当反应式（２）和式（６）高效进行时，表现为非生化降解有机物转化为可生化降解有机物，即高价态氧化物晶格中的氧的氧化产物主要是一些有机酸、醌等有机物。为使反应式（６）快速进行，金属氧化物晶格中的氧空位浓度必须足够高，使阳极产生的吸附态・ＯＨ迅速转移到金属氧化物晶格中，即反应式（２）的速度要比式（１）快。电流效率主要取决于式（６）和式（４）的速率比；上述两种反应的电流效率均与电极材料有关，反应式（５）还与阳极电位有关。因此，选择合适的电极材料是电化学氧化技术处理废水的技术关键。

为了提高・ＯＨ基团氧化有机物的效率，必须防止剐反应（３）和反应（４），即限制氧气的析出，因此必须控制好反应条件，如反应温度、溶液ｐＨ值和反应的电流密度，选择较高电位的阳极材料能很好地抑制氧气的析出。３电催化氧化技术的国内外研究现状３．１电极材料

选择优质电极材料是电催化氧化的重要一环。传统的电极材料是石墨、贵金属Ｐｔ等，近期，对电极的研究重点放在了普通金属加入其他元素制成的新型高性能电极【７・引。

国内外所使用的电极材料主要有：碳素电极，钛基系列Ｒ峨

电极，钛基Ｐｂｏｌ电极和钛基＆峨电极。这些电极的一个共同特征就是高的析氧电位。如钛基铂电极、Ｐｂｏｌ电极、ｓｒ她

电极等作为高析氧过电位电极，均可用于电催化氧化法处理废水中的难降懈有机物。３．２供电方式

目前，电催化氧化有机废水的供电方式主要有直流供电和脉冲供电［引，直流供电方式采用较多，脉冲电解以往只是利用其絮凝功能处理印染废水，如高压脉冲电凝聚浮上法对印染废水的色度和ｃｏｎ巳均有良好的处理效果Ｌ１０】，在较高的槽电压（３００一４００Ｖ）下，可大幅度降低总电流强度和缩短电解时间，脉冲作用可使极板表面减少沉积物，保持较高的电流效率。随着三维电极的开发和应用，脉冲式供电方式引起广泛关注。复极性填充床反应器由无数个微小的电解池组成，即等同于多个平板电解槽串联而成，能满足脉冲电解的要求，如将填充床反应器与脉冲供电方式结合起来，电流效率将会得到更大幅度提高。３．３电解反应器结构

提高电化学的反应效率主要有２种途径：一是提高电极的比表面积。二是提高废水在反应中的传质效率。目前对电解槽的结构、填充粒子种类等的研究有了进一步的发展【ＪｌＪ。

固定床电极是指填充的导电性粒子处于静止状态；填充的导电性粒子处于流动状态时，则为流化床电极。固定方式的粒子材料是指在床体中不会发生位移，处于相对稳定状态的填充床；处于流动状态的为流化床。最初的固定床设计是采用炭纤维、网状玻态炭作为填充材料，其目的是保持固定床的高面体比和时空产率，并能在一定程度上使电势、电流分布均匀【１２】。但其不足之处在于长时间运行之后，污染物及其转化物往往会吸附或沉淀在电极表面，容易引起电极堵塞。因此必须进行前处理，而采用交流电源或脉冲电源电解

万　

方数据将有助于缓解这个问题。

流化床电极则是指粒子材料在床体中发生相对位移，它可分为２部分：阳极区和阴极区，之间以隔膜分开，阴极区填充粒子电极材料，阴极液从阴极区底部入口进入，使粒子材料处于流动状态，最后从阴极区上出口流出。阳极液从阳极区底部入口进入，从上部出口流出。该方法的优点在于良好的传质和高面体比，从而保证较高的电流效率和时空产率；同时，电极粒子的循环清液以及流动时的相互冲击防止了电解堵塞使电流效率降低。但它的缺点在于粒子电极接触不紧密，使粒子馈电流及电势分布不均匀，馈电极及隔膜容易沉积污染，降低电流效率【１３１。流化床电极是２０世纪６０年代末出现的一种高效三维电极，它的比表面积比平板电极和固定床电极要大得多，同时由于液体的流动和颗粒间的相互碰撞，液体的传质速度大大加快，反应的效率也大大提高，副反应不易发生，颗粒的运动也避免了不溶性反应产物的堵塞和填料的结块【１４】。

４电催化氧化存在的问题及展望

电催化氧化技术是水处理领域的一门新兴技术，尚处于探索阶段，在许多方面表现出的独特性能是生物法和化学法处理废水无与伦比的，但在该领域的研究中还存在着许多亟待解决的问题。首先，电极的研制开发缺乏完备的理论指导。电极的制备条件对电极催化性能的影响微观因素不够清楚，电催化降解有机污染物的机理探讨还不是很充分。元论是电化学转换，还是电化学燃烧，或者间接的电催化氧化。都需要对电极表面氧化物的催化理论进行深入的研究，为寻求催化性能高的ＤＳＡ电极的制备提供理论依据。其次，电流效率仍然偏低，能耗高。缺乏对电极结构及其反应器的合理设计和操作条件优化的系统性研究。所以。为了使这门新技术得以广泛的推广和应用，研究人员还有许多工作要做。

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２００８年第３４卷第３期

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工业安全与环保

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纳米复合材料对去除废水中阳离子

表面活性剂的实验研究

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（天津城市建设学院环境与市政工程系天津３００３８４）

摘要实验研究了用ｘ型纳米分子筛与硅藻土组成的纳米复合材料，去除废水中阳离子表面活性剂的效果。结果表明．在原水质量浓度为１５０ｍｇ／Ｌ，ｐＨ值为７，纳米分子筛与浙江产Ｃ１）ＯｌＯ型硅藻土配比１：１，搅拌时问１０ｒａｉｎ条件下。去除水体中阳离子表面活性荆十六烷基三甲基演化铰（ＣｒＡＢ）的效果最佳，去除率和吸附量分别达到９５．７６％、２８．７３ｍｓ／ｓｏ再生实验结果表明，已经达到吸附饱和的纳米复合材料，在３００℃高温下煅烧２ｈ后可以再次利用，对ＣｒＡＢ的去除率达到９４％。

关键词纳米复合材料阳离子表面活性剂再生

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随着合成洗涤剂的生产、使用和排放。废水中的表面活性剂会造成水体起泡，产生毒性，且表面活性剂在水中起泡会降低水中的复氧速率和充氧程度，使水质变坏，影响水生物的生存，使水体自净受阻，并乳化出水体中其他污染物，造成间接污染。大量的污染物阳离子表面活性剂难以快速生物降解，对水生环境的影响引起了人们的关注Ｌｌ】。ｌ单因素实验结果与分析

１．１吸附饱和时间对ＣｒＡＢ去除效果的影响

在室温下，对质量浓度为１００ｎｌｇ／Ｌ的ＣｒＡＢ加入ｘ型纳米分子筛【２】或４种硅藻土［３】，分别搅拌１０

ｎ／ｎ、２０ｍｉｎ、４０

ｒａｉｎ、６０ｒａｉｎ、８０ｒａｉｎ、１００ｒａｉｎ，采用溴甲酚紫分光光度法［４’５】测

分被吸附的ＣｒＡＢ发生了脱附，增大了原水中ＣｒＡＢ浓度，去除率降低。因此，选定纳米分子筛的吸附时间为４０Ⅱ面。

芝

瓣笾稍

圈１搅拌时间对纳米分子筛吸附ＣｒＡＢ的影响

不同搅拌时问对４种硅藻土吸附ＣＴＡＢ的影响见图２。由图可见，ＣｒＡＢ的去除率在达到峰值后都有明显的下降，表明吸附饱和后会有脱附。因此，可选择浙江产的ｃｉｇｒ２、ＣＤ０１０型硅藻土的搅拌时间为１０ｒａｉｎ，云南环保局硅藻土、云南灰型硅藻土的搅拌时间为４０

ｒａｉｎ。

定Ｘ型纳米分子筛和４种硅藻土对ＣｒＡＢ的去除效果，以确定静态实验的搅拌时间。

不同搅拌时间对纳米分子筛吸附ＣＴＡＢ的影响实验结果如图１所示。显然，当搅拌时间为加ｒａｉｎ时，ＣｒＡＢ去除率达到最大值，为９５．６１％。之后，去除率反而下降，表明有部

Ｉ．２原水浓度对ＣｒＡＢ去除效果的影响

室温下，取硅藻土的用量均为１ｇ，搅拌时间为云南环保

【１１］ｚｕ妇唱Ｗｕ．№ｌｄｅＩ蛳ｄＰｋｌｏｌｂｙ幽嘲ｏｅｄｅＩｅ咖ｄ啪‘ｃ｜ｌ

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保，１９９４（２）：２３—２５．

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作者简介景长勇，男，１９８０年生。河北秦皇岛人。讲师。硕士研究生．主要从事废水处理技术方面的研究。

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（收稿日期：２００７—０９—３０）

万方数据　

电催化氧化技术研究进展

作者：作者单位：

景长勇， 张新生， 霍保全， 张连凯， JING Chang-yong， ZHANG Xin-sheng， HUO Bao-quan， ZHANG Lian-kai

景长勇,霍保全,张连凯,JING Chang-yong,HUO Bao-quan,ZHANG Lian-kai(中国环境管理干部学院环境工程系,河北秦皇岛,066004)， 张新生,ZHANG Xin-sheng(核工业第四研究设计院,石家庄,050021)

工业安全与环保

INDUSTRIAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION2008,34(3)7次

刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

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引用本文格式：景长勇.张新生.霍保全.张连凯.JING Chang-yong.ZHANG Xin-sheng.HUO Bao-quan.ZHANG Lian-kai 电催化氧化技术研究进展[期刊论文]-工业安全与环保 2008(3)