苯酚废水电化学处理方法研究_黄升谋
苯酚废水的电催化氧化-生物降解工艺研究
１ Ａ， Ｏ 电流增 大约 一倍 ， 明 ｐ 值 越 大苯 酚 的氧 化 表 Ｈ 速 率越快 。同时 ， 随着 ｐ 值 的增大 ， 化 电位 也发 生 Ｈ 氧
收 稿 日期 ： ０ １ ３ ２ ２ １ 一Ｏ 一Ｏ
作 者 简 介 ： 振 东（ ９ ４ 魏 １ ８ 一） 男 ， 东 曲阜 人 ， 士 研 究 生 ， 究 方 向 ： ， 山 硕 研 生物 化 工 ； 讯 作 者 ： 慧 勇 ， 教 授 。Ｅ ｍａｌｈ ｌ ＠ ｆｕ ｅ ｕ 通 刘 副 — ｉ ｙｉ ｚ ． ｄ ． ： ｕ
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・ ｉ＿ ， 时 取 样 测 定 Ｃ ａ ｒ ｎ 。定 ｏＤ。 １ ６ 分 析 测 试 ．
Ｎａ 浓 度 （ ＣＩ ｇ・Ｌ ， ～ ５ ｌ ２ ５ ｌ ， ５ 一 ） Ｉ ： ， ， ，０ ｌ
图 ３ 铂 电 极 在 不 同 Ｎａ ！ 度 下 的 ＣＶ 图 Ｃ浓
Ｆｉ． Ｃｙ ｌｃｖ ｌａ ｍ ｏ ｒ ｍ ｓｆ ｈｅＰｔｅｅ ｔｏ ｔ ｇ３ ｃｉ ｏ ｔ ｍ ｇ ａ ｏｒｔ ｌｃ ｒ ｄｅ ａ ｄｉｆｒ ｎ Ｃｌｃ ｎｃ ｎｔａｔｏ ｓ ｆｅ ｅ ｔＮａ ｏ ｅ ｒ ｉ ｎ
Ｎａ 浓 度 为 １ Ｃ１ ０ ｇ・Ｉ ， 板 间 距 为 １ ０ ｃ ， 极 ． ｍ 温
恒 温水 浴 摇 床 ， 上海 精 密 科 学 仪 器 有 限公 司 ； Ｋ１ ０ Ｓ ７０ ｓ Ｏ 型 可 调 式 直 流 电 源 ， 科 企 业 ； Ｔ９ ７ ４型 Ｉ Ａ １ 三 Ｅ ９２
５ ３— ２ ０ ０ ０ ９）
明尽 管 氯离子 浓度 的增 大对 苯酚 的直 接氧化 有促 进作
用 ， 氯 离子 达到 一定浓 度 时 ， 酚 的电化学 氧化 峰 的 但 苯
峰 电 流 增 加 缓 慢 ， 明 苯 酚 的 直 接 氧 化 是 以 电 化 学 控 表 制为 主 。
采用电芬顿-磁固定化菌株耦合体系治理苯酚废水的研究
采用电芬顿-磁固定化菌株耦合体系治理苯酚废水的研究1. 引言1.1 研究背景苯酚是一种广泛存在于工业废水中的有机物质，具有强烈的毒性和致癌性，对环境和人类健康造成严重危害。
当前，苯酚废水的治理成为环境保护领域的重要课题。
传统的生物处理方法存在效率低、处理周期长等问题，因此寻求一种高效、快速、可持续的治理技术显得尤为重要。
在此背景下，本研究旨在探究采用电芬顿-磁固定化菌株耦合体系治理苯酚废水的可行性和效果，为提高废水处理效率和降低治理成本提供实用技术支持。
1.2 研究目的研究目的是通过采用电芬顿-磁固定化菌株耦合体系治理苯酚废水，实现对苯酚的高效降解与去除，探索一种环境友好、高效的废水处理技术。
通过研究，旨在验证该耦合体系在苯酚废水处理中的可行性和效果，为苯酚废水的治理提供新的思路和方法。
也旨在为环境保护和废水治理领域的相关研究提供借鉴和参考，推动废水处理技术的进步和发展。
通过本研究的开展，期望能够为解决苯酚废水治理难题提供具有实践意义和科学价值的技术方案，为推动环境可持续发展做出贡献。
1.3 研究意义苯酚是一种广泛应用的有机化合物，但苯酚废水的排放对环境和人类健康造成了严重的影响。
传统的废水处理技术存在效率低、耗能高、废物处理困难等问题，因此迫切需要一种高效、低成本的苯酚废水处理技术。
本研究旨在探讨采用电芬顿-磁固定化菌株耦合体系治理苯酚废水的方法，通过结合电化学和生物技术的优势，有效降解苯酚废水中的有机物污染物。
这种耦合体系在苯酚废水处理方面具有较高的效率和环境友好性，有望成为苯酚废水治理领域的新兴技术。
研究结果将为苯酚废水的高效处理提供新的思路和技术支持，有助于改善环境质量、保护生态环境，为促进可持续发展做出贡献。
本研究也为电芬顿技术在废水处理领域的应用拓展了新的范围，具有一定的学术和应用价值。
【字数：213】2. 正文2.1 电芬顿-磁固定化菌株耦合体系原理电芬顿-磁固定化菌株耦合体系是一种将电化学氧化和生物降解结合起来的高效废水治理技术。
电催化氧化法降解苯酚废水的实验研究
第7卷第12期环境污染治理技术与设备Vol .7,No.122006年12月Techniques and Equi pment for Envir on mental Polluti on Contr olDec.2006电催化氧化法降解苯酚废水的实验研究景长勇 霍保全(中国环境管理干部学院环境工程系,秦皇岛066004)摘 要 应用自制电化学反应器对废水中苯酚的电催化氧化处理进行了研究,实验了阳极材料、电流密度、电解时间、电极间距离、废水pH 值、废水电导率等对苯酚电解去除效果的影响,确定了最佳的处理条件。
在电流密度为30mA /c m 2,电解时间为80m in,电极间距离为2cm,废水pH 值在7～8之间,废水电导率为1100μs/cm 的处理条件下,苯酚的电解处理去除率可达97%以上。
利用T OC 测定仪、紫外光谱和红外光谱等仪器分析的方法对苯酚降解过程中的产物进行了分析。
关键词 苯酚 电催化氧化 电解中图分类号 X506 文献标识码 A 文章编号 100829241(2006)1220108204Electr i c ca t a lyti c ox i da ti on trea t m en t of phenol i n wa stewa terJ ing Changyong Huo Baoquan(Depart m ent of Envir onmental Engineering,Envir onmentalManagement College of China,Q inhuangdao 066004)Abstract The treat m ent of phenol in waste water with the electr oche m ical react or is studied .Fact ors affect 2ing the re moval rate were investigated,such as anode material 、v oltaic density 、electr olysis ti m e 、interelectr ode dis 2tance 、pH and conductivity of waste water etc .A t the op ti m al conditi ons of voltaic density 30mA /c m 2,electr olyse ti m e 80m in,interelectr ode distance 2c m ,pH 7～8and conductivity 1100μs/c m ,the re moval rate of phenol can be more than 97%.And the m iddle outcome of the treat m ent is studied with apparatus analysis methods of T OC and UV and I R.Key words phenol;electric catalytic oxidati on;electr olysis资助项目:河北省科技厅课题(02276703D )收稿日期:2005-11-11;修订日期:2006-08-04作者简介:景长勇(1980～),男,硕士研究生,讲师,主要从事废水处理技术方面的研究。
浅析电化学法处理苯酚模拟废水
（ ｎｉ ｍｍ ｎａ ｄ ｃｔ ｎＣ ｎｅ ｆ ｉ ｎｊ ｎ ｒｖｎｅ Ｈａｂｎ１０ ９ ， ｈｎ ） Ｅ ｖｒ ｅ ｔ Ｅ ｕ ａｉ ｅ ｔ ｏ ｌ ｇ ａｇＰｏｉｃ ， ｒｉ ５ ０ ０ Ｃ ｉａ ｏ ｌ ｏ ｒ Ｈｅ ｏ ｉ Ａｂｔａｔａ ｏ ｔｍ ｅａ ｒ，ｙｃ ａ ｇ ｇｔｅｃｎ ｅｔ ｔ ｎｏ ｐ ｏｔ ｇｅｅｔ ｌ ｅ Ｎ ２Ｏ ） ｔｅｌａ ｏｔ ｅ ｐ ａｕ 、 ｓ ｃ ：ｔ ｏｍ ｐ ｒｔ ｅ ｂ ｈ ｎ ｉ ｏ ｃｎｒ ｉ ｆ ｕ ｐ ｒｎ ｌｃｒ ｙ （ ａＳ ４ 、ｈ ｄｖｌ ｇ 、 Ｈ ｖｌｅ ｒ ｒ ｅ ｕ ｎ ｈ ａｏ ｓ ｉ ｏｔ ｏ ａ
ｒｓｌ ｈｗ ｔａ： ｅｃ ｎｅ ｔ ｔ ｎｏ ｐ ｏ ｉｇｅｅｔ ｌｔ（ ａＳ ４ ｓ ０ ０ｇ Ｌ ｔｅｌａ ｏ ａｅｉ ５ ５ ｐ ａ ｅｉ ８０ｅｃ ｅｕｔ ｓｏ ｔｔ ｏｃｎｒ ｉ ｆ ｕ ｐｒｎ ｌｃ ｏｙｅ Ｎ ２Ｏ ）ｉ ２ ． ／ ， ｈ ｄｖｌ ｇ ． Ｖ，Ｈ ｖ ｕ ． ｔ ｓ ｈ ｈ ａｏ ｓ ｔ ｒ ｏ ｔ ｓ ｌ ｓ
许 浓度 为 ０ ０ ２ ｇ Ｌ ．０ ｍ ／ 。
１ 电化 学 氧 化 法
电化 学氧化 法 可 分 为直 接 氧 化 和 间接 氧化 ， 阳
采用 电化学 法 降 解废 水 中 的某 些 有 机 污 染 物 ，
极直接 氧化 工艺 主要 依靠 阳极 的氧 化作用 直接 氧 化 有机物 。间接 氧化是 通过 阳极 氧化 溶液 中的 一些基 团产 生强 氧化剂 ， 间接氧 化废水 中的有机 物 。
ｔ ｅ ｉ ｉ ａ ｈ ｎ ｌｃ ｎ ｅ ｔ ｔ ｎ ｏ ｈ ｎ ｌａ ｄ ｏｈ ｒｆ ｃｏ ｓ ｌｃ ｒ ｃ ｅ ｃ ｌｔ ａ ｍｅ ｔｏ ｅ ｓｍｕ ａｉ ｎ ｗａ ｔ ｒ ｔｒｏ ｈ ｎ ｌ ｔ ｅ ｈ ｎ ｔ ｌ ｅ ｏ ｏ ｃ ｎ ｒ ｉ ｆｐ ｅ ｏ ｎ ｔ ｅ ａ ｔｒ ，ｅｅ ｔ ｈ ｍｉａ ｅ ｔ ｎ ｆｔ ｉ ｌｔｏ ｓｅ ｗａｅ ｆｐ ｅ ｏ ，ｈ ｉ ｐ ａｏ ｏ ｒ ｈ
!苯酚废水处理的试验研究
农业环境科学学报2005,24(增刊):158-160J ournal of A gro-Env iron m ent Science苯酚废水处理的试验研究程爱华1,2,李 杰1,3,王亚娥3(1.西安建筑科技大学环境与市政学院,陕西西安 710055;2.西安科技大学地质与环境工程系,陕西西安 710054;3.兰州交通大学环境科学与环境工程学院,甘肃兰州 730071)摘要:通过试验对比了活性炭吸附法、电解法、活性炭填充电极电解法处理苯酚废水的效果,探讨了其反应机理。
在对影响处理苯酚废水去除率的各种要素如反应时间、电流密度、原水浓度、p H值等进行条件试验后,得出了去除苯酚静态试验的最佳条件。
对活性炭填充电极电解法处理苯酚废水而言,电流密度、原水浓度、p H值的影响不大,最佳反应时间为60m i n,最佳N aC l投加量为0.2%。
关键词:活性炭吸附法;电解法;活性炭填充电极电解法;酚;静态试验中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1672-2043(2005)增刊-0158-03Exper i m entalR esearch on t he Treat m ent of PhenolW aste waterC HENG A i-hua1,2,L I Jie1,3,WANG Y a-e3(1.Env iron m ental and M un i c i pal Co ll ege,X i an U n i ve rsity o f A rch itecture and T echno logy,X ia'n710055,Chi na;2.D ept.o f G eology and Env iron m enta l Eng i neeri ng,X i a'n U n i versity of Sc i ence and T echno logy,X i a'n710054,Ch i na;3.Co ll ege o f Env iron m ental Science and Eng ineer i ng,L anz hou Ji ao t ong U n i ve rs i ty,L anzhou730071,Ch i na)Abstrac t:Pheno,l as a k i nd o f po ison,ex ists i n m any che m i ca l and phar m aceutica,l pe troche m i ca l i ndustrial and re lated i n dustr i es.T he re f o re the remova l of pheno lw aste w ater is o f env iron m ental i nte rest.The remova l of pheno l i n w aste w ater by t he acti vated carbon,the electro l ys i s and the electro l ysis o f ac ti vated ca rbon w ere compared.T he resu lts sho w ed t hat t he resi dence ti m e,density o f e lectr i c curren t,concen trati on o f the pheno lwastewa ter and p H a ll affec ted the decompositi on o f pheno.l Com pared w ith acti vated carbon and t he e l ec tro lysis,the e lectro l ysis o f acti v ated carbon show ed best pheno l re m ov i ng effects,due to t he j o i ned functi on of adsorption,ox i dation reducti on and cata l ys i s.T he density of e l ectric current,concentra ti on o f the phe nol wastewa ter and p H had little e ffects on the e l ec tro lysis of acti va ted carbon,wh ile the dispo si ng e ffect was g reatly affec ted by the infl uent conduc tiv ity and reac ti on ti m e.The remova l e fficiency o f pheno lm a i nta i ned m ore t han95%a t60m i nu te o f reacti on ti m e and addi ng0.2%N aC.l T he e lectro l ysis o f acti vated carbon m ay have a w i de applica tion pro spect as a ne w t ype m ate rial o f wastewa ter treat m ent si nce its lo w cost,si m ple operati on and be tter re m ova l effic i ency,and realize the m ean wh ile con ti nua ti on of adsorption and regenerati on.K eywords:activated carbon;e lectrolysis;the electro l ys i s of activated ca rbon;pheno;l static test苯酚是一种高毒物质,主要存在于炼油、煤气洗涤、炼焦、造纸、合成氨、木材防腐、石油化工、化学、制药、油漆、涂料、塑料农药等企业的生产废水中。
电化学法降解苯酚废水的实验研究
电化学法降解苯酚废水的实验研究3景长勇1 楼静1 廉冬青2 李敬苗1(1.中国环境管理干部学院 河北秦皇岛066004; 2.秦皇岛市海港区萃文中学 河北秦皇岛066004) 摘 要 应用自制电化学反应器对废水中苯酚的电催化氧化处理进行了研究,实验了电解槽结构、电流密度、电解时间、电极间距离、废水pH 值、废水电导率等对苯酚电解去除效果的影响,确定了最佳的处理条件。
在电流密度为30m A/cm 2,电解时间为80m in ,电极间距离为2cm ,废水pH 值在7-8之间,废水电导率为1100μS/cm 的处理条件下,苯酚的去除率可达98%以上。
利用T OC 测定仪、紫外光谱和红外光谱等仪器分析的方法对苯酚的降解产物进行了分析。
关键词 苯酚 电催化氧化 电解The E lectric C atalysis Oxidization T reatment of Phenol in W astew aterJ ING Changy ong 1 LOU Jing 1 LIAN D ongqing 2 LI Jingm iao 1(1.Environmental Management College o f China Qinhuangdao ,H ebei 066004)Abstract The treatment of phenol in wastewater with the electrochem ical reactor is studied in this paper.Factors affecting the rem oval rate are investigated ,such as electrobath con figuration 、v oltaic density ,electrolyse time ,interelectrode distance ,pH and conductivity of wastewa 2ter ,etc.and the optimal treatment condition is determ ined.The rem oval rate of phenol can reach above 98%under such conditions as theoptim al conditions of v oltaic density 30m A/cm 2,electrolyse tim e 80m ins ,interelectrode distance 2cm ,pH 7-8and conductivity 1100μS/cm.The degradation products of the treatment is analyzed with T OC ,UV and IR.K eyw ords phenol electric catalysis oxidization electrolyse 本文应用自制电化学反应器对废水中苯酚的电催化氧化[1-4]处理进行了研究,实验了阳极材料、电流密度、电解时间、电极间距离、废水pH 值、废水电导率等对苯酚去除效果的影响,确定了最佳的处理条件。
含苯酚废水三维电极_Fenton试剂法的氧化技术
摘 要 : 目的 为了寻求一种经济且有效的苯酚废水的处理方法 , 探讨苯酚废水在该法中的降 解规律和机理 ,为该法应用于实际苯酚废水处理提供理论依据 . 方法 试验根据电解原理 ,采用 自制三维电极 - Fenton 试剂法反应器对苯酚废水进行处理 . 结果 三维电极 - Fenton 试剂法能 够将电解产生的 ・OH 和 Fenton反应产生的 ・OH 用于苯酚废水的降解 ,对苯酚废水具有较高 2+ 的去除率 ,采用活性炭纤维作阴极 ,在最佳反应条件 pH 值为 310, Fe 投加量为 018 mmol/L , 电解电压为 12 V 时 ,苯酚的最大降解率为 9415%. 结论 三维电极 - Fenton试剂法适用于处理 浓度较高 、 且有毒性的废水 ,是个快捷 、 经济 、 高效的废水处理方法 , 同时对其他工业废水的处 理具有借鉴意义 . 关键词 : 三维电极 ; Fen ton 试剂 ; 催化氧化 ; 苯酚 ; 去除率 中图分类号 : X 703 文献标志码 : A
文章编号 : 1671 - 2021 ( 2009 ) 02 - 0329 - 04
含苯酚废水三维电极 - Fen ton 试剂法的氧化技术
班福忱
1, 2
,刘炯天 ,程 琳 ,张佩泽
1
2
2
( 11东北大学资源与土木工程学院 ,辽宁 沈阳 110004; 21 沈阳建筑大学市政与环境工程学院 ,辽宁 沈阳 110168 )
2 0 0 9年 0 3月 第 25卷 第 2 期
沈 阳 建 筑 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) Jou rna l of S henyang J ianzhu U n ive rs ity ( N a tu ral S c ience )
几种电化学法处理苯酚废水对比试验研究_闫肖茹
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P% (1
Ci ) 100% C0
P%——苯酚去除率%；C0——苯酚的初始质量浓度，Ci ——处理后上清液中苯酚的质量浓度.
收稿日期：2012-06-06 基金项目：国家自然科学基金资助项目(50804035); 湖北省自然科学基金项目(2008CBD375) 作者简介：黄升谋(1962— ), 男, 湖北武汉人, 湖北文理学院化学工程与食品科学学院教授, 博士, 主要研究方向: 水稻生理.
图 1 累托石处理苯酚模拟废水随时间的变化 图 2 复合材料处理苯酚模拟废水随时间的变化 2.2 电催化对比试验 分别取 0.2g 的铁/累托石电催化氧化复合材料和天然累托石做一组电催化试验. 试验条件为：电压 4V， 质量浓度为 100mg/L 的苯酚溶液 200mL，电解质浓度为 0.1mol/L，溶液 pH 为 4，反应均为 1h，搅拌速度 100r/min. 从图 3 可知，铁/累托石电催化苯酚降解的去除率较高. 主要是由于自制的复合材料中固定化了 铁离子，在通电条件下反应体系形成电芬顿体系. 芬顿体系处理有机物的实质是利用·OH 与有机物作用， 通过电子转移等途径将有机物氧化分解成小分子. 本试验中，阴极反应的过程会产生过氧化氢，它与固定 化的 Fe2+则形成芬顿试剂，由此产生·OH. 具有高反应活性的·OH，其氧化电位仅次于氟，而大于臭氧和二 氧化氯. 从而提高了对苯酚的降解效率.
dC = KCC ' dt
3
讨论
在常温条件下，自制的铁/累托石复合材料对苯酚模拟废水的作用速率较天然累托石快，另外在电催化 的试验中自制的累托石复合材料对苯酚的降解率也高于天然累托石；而两种材料在结构上的差异不大，说 明对累托石的改性过程主要在层间进行，这也是越来越多学者研究粘土矿物改性的原因所在：既能保持原 来累托石的优良性能，又能将铁离子固定化. 电催化累托石材料处理含苯酚废水的过程是一个复杂的多相 过程，中间产物很多，对反应中的中间产物进行定性定量测定有助于研究如何减小苯酚废水对人类的危害. 如果时间充裕，可以分析测定交联后累托石中 Fe3+与 Fe2+的含量，研究复合材料中掺杂 Fe2+强化 Fenton 体 系作用，从而进一步提高其催化氧化性. 参考文献：
[1] 江 涛, 刘源骏. 累托石[M]. 武汉: 湖北科学技术出版社, 1989: 40-49. [2] 孙冬兰. 累托石的钛层柱合成[J]. 离子交换与吸附, 1996, 12(6): 542-550. [3] 孙家寿, 张泽强, 刘 [5] 孙家寿, 张泽强, 沈 [7] 孙家寿, 石眺霞, 张 [8] 孙家寿, 张 [9] 孙家寿, 张 羽, 等. 累托石层孔材料处理含铬废水的研究[J]. 岩石矿物学, 2001(4): 555-558. 静, 等. 累托石层孔材料在废水处理中的应用研究: 含硝基苯废水处理[J]. 武汉化工学院学报, 2004, 25(1): 43-45. 蕾, 等. Ti/Fe 层柱累托石电催化降解硝基苯废水的研究[J]. 武汉工程大学学报, 2007, 29(3): 30-34. [4] 孙家寿, 石眺霞, 张立娟. 累托石层孔材料处理制药废水研究[J]. 非金属矿, 2004, 27(3): 40-42. [6] 孙家寿, 鲍世聪, 李春领, 等. 层柱累托石处理含氰废水研究[J]. 非金属矿, 2001(1): 34-37. 蕾, 陈伟亚, 等. 固定化生物累托石处理分散生活污水的研究(Ⅳ): 固定化生物累托石处理生活废水的反应动力学[J]. 武汉工程大学 蕾, 陈伟亚, 等. 生物累托石处理生活污水试验研究[J]. 环保科技, 2010, 16(1): 1-6.
图 4 累托石材料的红外光谱 2.3.2 X 射线粉晶衍射（XRD） 复合材料对应晶面的衍射峰峰位的 2θ 值分别为：3.128°、6.506°（见图 5） ，累托石(001)、(002)晶面的 衍射峰峰位的 2θ 值分别为：3.412°、7.012°（见图 6）. 显然，复合材料的衍射峰转移到了较低的角度处，且其强度明显减弱，这说明由于铁盐以羟基铁离子 形式的进入使累托石层状结构的有序性受到了影响. 根据布拉格公式，复合材料中累托石的片层间距与累 托石相比增加了 0.235nm. 这表明多核聚合阳离子交换了 Na、Ca、K 等占据了层间域空间.
黄升谋，等：苯酚废水电化学处理方法研究
2.5 累托石复合材料电催化苯酚的动力学方程 在催化降解过程中，因为生成了氧化能力极强的·OH，正是这些自由基再和有机污染物作用，使得它 们得以氧化降解. 根据绝对速率理论[15]，可以用下式表示有机污染物的氧化动力学方程：
式中：C——废水中苯酚或 CODcr 浓度；K——速率常数；C′——废水中 HO·的浓度. 研究方法如下：将 0.2g 累托石复合材料加入到 200mL 含苯酚的模拟废水中（pH=5.0、苯酚含量为 200mg/L）中，进行电催化反应试验，并定时测定水中残留的苯酚，将其试验结果以 ln(C0/Ct)对 t 分析. C0： 苯酚的初始浓度；Ct：t 时刻残余的苯酚浓度；K：表观速率常数. 发现 ln(C0/Ct)与 t 呈线性关系，且符合 一级动力学方程：y =0.0138x + 0.2713；其表观速率常数为 0.0138，相关系数为 0.9575. 研究表明大多数有 机污染物的光催化降解反应符合准一级反应动力学方程.
1
试验材料和方法
1.1 试验材料与仪器 NaCl， FeCl3·6H2O， NaHCO3， NH4CL， 苯酚， 4-氨基安替比林 （C11H13N3O） ， 试验所用试剂主要有： FeCl3， 铁氰化钾（K3[Fe(CN)6]） ，均为市售分析纯（AR）. 试验所用累托石：为湖北名流累托石科技股份有限公 [11] 司所提供 . 试验所用仪器主要有：DF-101S 集热式磁力加热搅拌器（金坛市岸头国瑞试验仪器厂） ；UV-2800 型紫 外可见分光光度计（上海朗柏仪器有限公司） ；HJ-6 多组输出直流电源(苏州固纬电子有限公司)等. 1.2 铁/累托石复合材料的制备 铁/累托石复合材料的制备见参考文献[12]. 1.3 试验用的模拟废水 用试剂苯酚配制成浓度约为 100mg/ L 的试验用模拟苯酚废水. 1.4 累托石材料电化学处理试验 [13] 试验装置参考文献[12]. 苯酚的测定使用 4-氨基安替比林直接分光光度法 . 计算公式如下：
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第 34 卷第 2 期
湖北文理学院学报
2013 年线 2.3.4 扫描电镜（SEM） 从图 8 可以看到累托石为薄的鳞片层状结构，周围呈卷曲或折叠条带状. 从图 9 可以看到复合材料的 结构与累托石相似，这说明了累托石的改性所发生的反应是在层间进行的.
图8 累托石SEM 图9 复合材料SEM 2.4 催化机理分析 电催化累托石材料处理含苯酚废水的过程是一个复杂的多相过程，主要包括累托石材料对苯酚的吸附 过程和苯酚的电催化氧化过程. 苯酚在钛钌/钢板电极电催化氧化的反应过程中，溶液体系外观上呈现出下 列变化：无色→微黄(5～10min)→浅黄(15～30min)→变淡(40min 以后)→无色，表明体系中有黄色的中间 产物生成，此时体系中存在有：苯醌等醌类化合物，丁烯二酸、乙二酸、马来酸、琥珀酸、草酸等有机酸， 少量的对苯二酚、邻苯二酚等[14]. 水相中苯酚的电化学降解过程中的羟基自由基（·OH） 、金属含氧化物、金属离子、次氯酸根、氯酸根、 过氧化氢、臭氧等氧化剂对有机物的降解有共同氧化作用. 体系中的羟基自由基（·OH）在苯酚水氧化降 解过程中起着主要的作用，其对有机物的氧化作用可以三种反应方式进行： 脱氢反应：RH +•OH H2O2+ •R 亲电加成：•OH+ PHX •HOPHX 电子转移：•OH + RX •RX++OH•OH 进攻苯酚后形成了活化的有机自由基，活化的有机自由基更易氧化为其它有机物或产生自由基连 锁反应，最终使苯酚氧化为丁烯二酸、 丁二酸、丙二酸、乙烯、乙酸直至生成二氧化碳，从而使苯酚迅 速降解. 作为苯酚电化学降解过程中最主要的氧化剂，羟基自由基（·OH）主要来源于自电极反应： a）阳极反应产生： 2H2O-2e→2•OH+2H+（酸性介质中） OH- -e→•OH（碱性介质中） b）阴阳极共同作用产生 O2 +2H+ +2e→H2O2 (酸性介质中) O2+H2O+2e→HO2- +OH-(碱性介质中) HO2- +H2O+2e→H2O2 +OH26
图5 复合材料XRD
图6 累托石的XRD
2.3.3 差热分析（DTA） 累托石复合材料的差热分析（DTA）结果如图 7，从图 7 可以看出：在 67℃和 95.3℃附近处有两个吸 热谷，为层间水的脱去；在 313.5℃和 446.9℃出现较强的放热峰，放热峰是累托石层间的可交换阳离子被 羟基铁复合阳离子团所取代，累托石中的羟基铁复合阳离子团发生脱水、 脱羟基反应， 生成稳定的氧化物， 释放出质子，产生热量所导致. 其峰面较大，一方面说明其含有大量的羟基，同时也表明其热稳定性好，虽然失去结构羟基水，但还 保持其层结构. 在 800℃前，未出现吸热谷迹象，说明复合后的累托石的热稳定性明显增强，没有出现新 的相变.
2013 年 2 月 第 34 卷第 2 期
湖北文理学院学报 Journal of Hubei University of Arts and Science
Feb.,2013 Vol.34 No.2
苯酚废水电化学处理方法研究
黄升谋1,2，段颖姗 1,2，孙家寿 2
（1.湖北文理学院 化学工程与食品科学学院，湖北 襄阳 441053； 2.武汉工程大学 环境与城市建设学院，湖北 武汉 430074） 摘要：利用红外光谱分析（FITR） 、X 射线粉晶衍射（XRD） 、差热分析（DTA） 、扫描电镜 (SEM)等测试手段对天然粘土矿物累托石及自制的铁/累托石复合材料的结构性能进行分析；并对 两种累托石材料对模拟的苯酚废水中苯酚的电化学降解过程及效果进行了研究，得出了其动力学 方程. 结果表明：电催化铁/累托石复合材料比天然粘土矿物累托石能更好地催化降解模拟苯酚废 水中的苯酚，其降解的速度较快，降解率较高. 而两者结构差异不大，表明对累托石的改性过程 主要在层间进行，既能保持累托石原来的优良性能，又能将铁离子固定化. 关键词：累托石；苯酚；电化学降解 中图分类号：X703 文献标志码：A 文章编号：2095-4476(2013)02-0023-05 累托石[1]是二八面体云母与二八面体蒙脱石 1:1 规则间层矿物，其结构层间孔径在使用不同离子进行 离子交换后，可形成 1.5~4nm 之间的大孔径柱状二维结构，在大范围的酸碱、水热、温度条件下具有良好 的交换性、膨胀性、粘结性和热稳定性. 基于累托石的特殊结构和优良特性，目前人们对它的应用进行了更进一步地研究. 孙冬兰[2]在常温下 合成钛层柱累托石 TiO2-CLR，孙家寿等[3-10]]对累托石进行改性，制备出一系列污水处理剂. 本文则探讨了 自制的铁/累托石复合材料与天然累托石分别对废水中苯酚的电化学处理性能及机理分析.