高级氧化技术-电催化.ppt

可将其降解为二氧化碳、水和简单低分子有机物，没有或很多好产生二次污染； （4）能量效率高，反应条件较温和； （5）反应器设备及其操作比较简单； （6）当废水中含有金属离子时，阴、阳极可同时起作用（阴极还原金属离子，阳极氧化有机物），以使处理效率尽可能提高，同时回收再利用有价值的化学品或金属，从而避免二次污染； （7）兼有吸附、絮凝、杀菌作用； （8）既可以单独处理，又可以与其他处理方法相结合。 返回 十、在环境污染控制中的应用 应用领域 内容 电合成 无机化学品、有机化学品、金属和合金、半导体、导电聚合物、复合物等 二次能源 燃料电池、氧化还原电池、太阳能电池等 传感器和环境监测 离子选择性电极、电化学传感器、生物电化学传感器、电化学在线分析等 污染物的电化学处理 金属离子去除、无机和有机污染物的去除、水体净化、氧化还原剂和其他试剂的循环利用、大气的电化学净化、电絮凝等 腐蚀保护 腐蚀检测、阴极保护、阳极保护等 目前电催化氧化法因为具有比一般的化学反应更强的氧化和还原能力、很少消耗化学药剂、适应性强、可回收金属等有用物质以及易于实现自动化控制等优点其可用于有机废水处理 、含烃废水处理 、含醛废水处理 、含酚废水处理 、含胺废水处理 、印染废水处理 、含铬废水处理 、垃圾渗滤液处理 、海洋油田废水处理、烟道气的电解脱硫以及消毒等等，而且近年来其在各个领域都得到了广泛的应用。 返回 十一、应用前景及存在问题 电催化氧化法作为一种新兴的技术，主要有两个应用前景:(1)电化学燃烧，在电解过程中产生强氧化性的物质，使有机污染物均相或异相地被彻底氧化降解成二氧化碳和水;(2)电化学转化，把生物难降解的有机物通过电化学方法转化为易生物降解的有机小分子或把有毒有机物转变成无毒有机物，主要是通过电解使环状化合物开环，生成易生物降解的脂肪类化合物。电化学法处理有机废水由于其 返回 独特的优点，是一种很有潜力的高级氧化技术，在有机废水的前处理和深度处理方面有着极其广阔的应用前景。但是，由于电解法处理有机废水的研究还刚刚起步，在该领域的研究中还存在着许多问题: (1)电解法处理有机污染物的机理探讨还很不充分，不能对电极的选择、工艺的设计、工艺参数的确立起到具体的理论指导作用;(2)电流效率仍然很低，经济上不合理。现在研究的电极价格偏高(主要指各种贵金属电极或钦基电极)，处理过程耗电量很大，即实用化的电极材料不多，且寿命一般都不长，因此处理的成本很 返回 高，不适合大规模推广，因此，制备出高效的复合型电极是将其工业化应用的前提:(3)三维电极的引入虽然解决了传质问题，但又引起了床内电流和电压的分布问题，虽然有些理论模型与实验测试取得了一致，但对指导实际应用来说还是不够的，再者，三维电极的电极堵塞也是急需解决的问题之一设计出高效合理的的反应器，也是将其工业化推广应用所必须解决的问题。 返回 Thank For Your Attention! d、多孔材料电极 此种电极提高电沉积效率的方法是通过提高电极比表面积。其包括：多孔固定床电极 、碳纤维电极 、网状玻碳电极 。 2、电极材料的种类 （1）金属电极 金属电极是指以金属作为电极反应界面的裸露。电极，除碱金属和碱土金属外，大多数金属作为电化学电极均有很多研究报道，特别是氢电极反应。 返回 （2）碳素电极 （3）金属氧化物电极 导电金属氧化物电极具有重要的电催化特性，这类电极大多为半导体材料，实际上对这类材料性质的研究是以半导体材料为基础建立的。 （4）非金属化合物电极 一般所说的非金属电极是指硼化物、碳化物、氮化物、硅化物、氯化物等。非金属材料作为电极材料，最大的优势在于这类材料的特殊物理性质，如高熔点、高硬度、高耐磨性、良好的腐蚀性以及类似金属的性质等。 返回 3、电极催化特性 电极在电化学处理技术中处于“心脏”的地位，电催化特性是电化学处理技术用电极的核心内容，即希望电极对所希望处理的有机物表现出高的反应速率，且有好的选择性。催化电极的功能 :既能导电，又能对反应物进行活化，提高电子的转移速率，对电化学反应进行某种促进和选择。因此，良好的电催化电极应该具备下列几项性能： 返回 （1）良好的导电性，至少与导电材料（例如石墨、银粉）结合后能为电子交换反应提供不引起严重电压降的电子通道，即电极材料的电阻不能太大； （2）高的催化活性，即能够实现所需要的催化反应，抑制不需要或有害的副反应； （3）良好的稳定性，即能够耐受杂质及中间产物的作用而不致较快地被污染（或中毒）而失活，并且在实现催化反应的电势范围内催化表面不至于因电化学反应而过早失去催化活性，此外还包括良好的机械物理性质