【技術(shù)】聚焦難降解廢水-何為電催化氧化技術(shù)？
【技術(shù)】聚焦難降解廢水-何為電催化氧化技術(shù)？
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致力于工業(yè)廢水催化氧化工藝應(yīng)用與推廣，打造環(huán)保信息交流平臺，將全面、系統(tǒng)、深入地對廢水處理工藝進(jìn)行整理和剖析，同時(shí)針對多個(gè)行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行梳理和分享。做好大家的工藝技術(shù)宣傳員。
何為電催化氧化技術(shù)？
電催化技術(shù)是利用界面電子得失產(chǎn)生的活性物質(zhì)降解有機(jī)污染物，實(shí)現(xiàn)污水凈化目的。電催化處理技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）無需外加試劑，可避免二次污染；
（2）反應(yīng)條件溫和，常溫常壓下即可發(fā)生反應(yīng)；
（3）通過陽極去除有機(jī)物，陰極還原重金屬離子、CO2等實(shí)現(xiàn)水體凈化、廢水資源化利用的目的。
電催化技術(shù)自20世紀(jì)30年代問世，由于電力的阻礙，到20世紀(jì)60年代才開始發(fā)展，如今電催化技術(shù)在難降解廢水處理方面，受到越來越廣泛的關(guān)注。
電催化氧化的反應(yīng)機(jī)理
電催化包括電催化氧化和電催化還原。
（1）電催化氧化：物質(zhì)在陽極表面失去電子被氧化或通過電解產(chǎn)生的活性物質(zhì)如·OH、Cl2等被氧化；
（2）電催化還原：物質(zhì)在陰極表面直接或間接還原。在電催化反應(yīng)系統(tǒng)中，電催化氧化和電催化還原是同時(shí)存在的。
在電催化過程中，通電后的電極會散發(fā)熱量，導(dǎo)致電極表面溫度高于溶液本身溫度。電極表面溫度上升，可加強(qiáng)分子熱力學(xué)運(yùn)動(dòng)，降低溶液黏度，增強(qiáng)·OH的擴(kuò)散，從而提高了氧化能力。但電極表面溫度升高也并不總是有利于反應(yīng)的進(jìn)行，如溫度超過50 ℃，過氧化物如過氧二磷酸會轉(zhuǎn)化為氧化性較弱的H2O2；同樣地，電極表面溫度升高，氯離子在陽極會被氧化生成氯氣溢出，而不是產(chǎn)生強(qiáng)氧化性物質(zhì)次氯酸。
關(guān)鍵技術(shù)核心
電極—指與電解質(zhì)接觸的電子導(dǎo)體或半導(dǎo)體，它既是電子貯存器，能夠?qū)崿F(xiàn)電能的輸入或輸出，又是電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的場所。
電催化電極——首先應(yīng)該是一個(gè)電子導(dǎo)體，其次要兼具催化功能，即：既能導(dǎo)電，又能對反應(yīng)物進(jìn)行活化，提高電子的轉(zhuǎn)移速率，對電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行某種促進(jìn)和選擇。
常用電催化電極主要分為兩大類：二維電極；三維電極.
a. 二維電催化電極
應(yīng)用最廣泛的是DSA類電極。DSA電極，以特殊工藝在金屬基體（如Ti，Zr，Ta，Nb等）上沉積一層微米或亞微米級的金屬氧化物薄膜（如SnO2，IrO2，RuO2，PbO2等）而制備的穩(wěn)定電極。DSA類電極通過改進(jìn)材料及涂層結(jié)構(gòu)提供了較高的析氧過電位，防止陽極氧氣的析出，提高其電流效率。
優(yōu)點(diǎn)： 由于DSA類電極的化學(xué)和電化學(xué)性質(zhì)能夠隨著氧化物膜的材料組成和制備方法而改變，因而能夠獲得良好的穩(wěn)定性和催化活性。
缺點(diǎn)： 有效電極面積很小，傳質(zhì)差，導(dǎo)致單位時(shí)空處理效率較低。
b. 三維電催化電極
定義：在原有的二維電極之間裝填粒狀或其他屑狀工作電極材料，致使裝填電極表面帶電，在工作電極材料表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，其結(jié)構(gòu)如下所示：
圖3 三維電催化電極示意圖
優(yōu)點(diǎn)： 面積比較大且能以較低的電流密度提供較大的電流強(qiáng)度；粒子之間間距小，物質(zhì)傳質(zhì)極大改善；單位時(shí)空產(chǎn)率和電流效率均極大提高，尤其對低電導(dǎo)率廢水，其優(yōu)勢更是明顯。
電催化氧化技術(shù)優(yōu)勢
(1) 電子轉(zhuǎn)移只在電極及廢水組分之間進(jìn)行，不需要另外添加氧化還原試劑，同時(shí)也避免了由另外添加藥劑而引起的二次污染問題；
(2) 可以通過改變外加電流、電壓，隨時(shí)間調(diào)節(jié)反應(yīng)條件，可控制性較強(qiáng)；
(3) 反應(yīng)過程中可能產(chǎn)生的自由基可以無選擇地直接與廢水中的有機(jī)污染物反應(yīng)，可將其降解為CO2、H2O和簡單低分子有機(jī)物，沒有或很少產(chǎn)生二次污染；
(4) 能量效率高，反應(yīng)條件較溫和，電化學(xué)過程一般在常溫常壓下即可進(jìn)行；
(5) 反應(yīng)器設(shè)備及其操作一般比較簡單，如果設(shè)計(jì)合理，費(fèi)用并不昂貴；
(6) 當(dāng)排污規(guī)模較小時(shí)，可以進(jìn)行就地處理。
01 .
團(tuán)隊(duì)介紹
好品環(huán)保-環(huán)保尖兵專注于廢水催化高級氧化技術(shù)的研發(fā)和推廣，聚焦難降解廢水綜合治理，致力于解決我國水治理行業(yè)綠色、節(jié)能、高效等難題。公司是集水處理新材料、催化氧化催化劑、綠色高端環(huán)保新裝備的研發(fā)、制造和應(yīng)用于一體的自主創(chuàng)新型企業(yè)，可針對客戶的不同需求，提供個(gè)性化解決方案。
02 .
研發(fā)方向
可提供工業(yè)廢水預(yù)處理和深度達(dá)標(biāo)處理方案、設(shè)備和產(chǎn)品:
1.臭氧催化氧化工藝 2.電催化氧化工藝
3.芬頓催化氧化工藝 4.微電解催化氧化
5.臭氧催化劑 6.微電解填料 7.芬頓流化床及填料等設(shè)備設(shè)施
生產(chǎn)、工藝設(shè)計(jì)、方案編寫、指導(dǎo)安裝、調(diào)試。
END
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