電Fenton方法在甲基橙染料廢水中的試驗研究 |
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| 【中文關鍵詞】 | 均相EF-Feox法 犧牲陽極法 均相EF-Fere法 電Fenton法 染料廢水 |
| 【摘要】 | 考察了均相EF-Feox法（犧牲陽極法）、均相EF-Fere法和非均相電Fenton（Fe2(MoO4)3-kaolin-450）法3種電Fenton法對甲基橙偶氮染料廢水的降解效果，對比了各反應體系的優缺點。 |
| 【部分正文預覽】 | 染料廣泛應用于日常生活中，尤其是印染、印刷、紡織和化妝品等其他行業。據統計，在使用的染料中50%以上屬于偶氮染料[1]。然而，偶氮染料廢水具有毒性、致癌性和導致基因突變等特點，如果不經過處理直接排放，會對人體和水生生物造成嚴重的危害[2]。甲基橙是一種常用的偶氮染料，在染料廢水中具有一定的代表性，而傳統的物理法、化學法和生物法，很難破壞這種既復雜又穩定的結構。近年來，國內外研究人員致力于電化學氧化技術處理染料廢水的研究，取得了顯著的效果。 電芬頓法是一種間接的電化學高級氧化法，它是指借助電化學法生成Fe2+ 和H2O2，作為芬頓試劑的持續來源，2 者反應生成具有強氧化性、無選擇性的羥基自由基·OH，可將有機物分子結構破壞，使之生成小分子中間體，或者完全礦化生成CO2 和H2O[3-4]。電芬頓法與傳統芬頓相比，處理成本低、不需要再加入其他藥品試劑；易于實現自動控制、不需要特殊的設備[5-6]；除了·OH 的氧化外，還存在陽極氧化，可以提高反應效率，能有效去除有機物[7]。
常見電芬頓法有陰極電芬頓法（EF-Fenton 法）、犧牲陽極法（EF-Feox 法）、Fe3+ 循環法（FSR 法），以及在FSR 基礎上改進的EF-Fere 法。其中，EFFeox法是由鐵陽極電解提供Fe2+；FSR 法（Fe3+ 循環法）是在傳統的Fenton 反應器內加上1 個電化學反應器，使Fe(OH)3 還原為Fe2+；EF-Fere 法是指Fenton反應直接在電化學反應器中進行，這樣就避免了EFFeox法中生成大量的淤泥，以及FSR 法中的pH 操作范圍窄（pH＜1）等缺點，但是EF-Fere 法的pH 操作范圍依然比較窄（pH＜2.5），使得其在應用中有很大的局限性，但是與前3 個方法相比，電解效率明顯提高。
基于以上對各種電-Fenton 法的分析，將反應體系設計為非均相電Fenton 反應體系。即在EF-Fere法的基礎上進行改進，以加入的Fe2(MoO4)3-kaolin-450 作為催化劑，提供鐵源，這樣Fenton 反應就在高嶺土上負載的Fe2(MoO4)3 原位進行，避免了鐵離子的流失和淤泥的沉積。在進行非均相芬頓反應的同時，Fe2(MoO4)3-kaolin-450 又可作為三維粒子電極，有效增加單位槽體積面積，提高電流效率。同時非均相Fenton 反應可以增大pH 的使用范圍，拓寬了電Fenton 反應的適用范圍。
本研究采用均相EF-Feox 法、均相EF-Fere 法、非均相電-Fenton-Fe2(MoO4)3-kaolin-450 法3 種電Fenton 體系降解甲基橙染料廢水，對這些方法的處理效果及其優缺點進行了比較，并且對非均相電-Fenton-Fe2(MoO4)3-kaolin-450 體系處理不同的染料廢水進行研究，以期對進一步研究電催化氧化處理染料廢水提供一定的參考。 |
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