第7章有机污染物的电化学 氧化 (Electrochemical Oxidation of organic pollutants 鲁金凤 南开大学环境科学与工程学院
第7章 有机污染物的电化学 氧化 （Electrochemical Oxidation of organic pollutants) 鲁金凤 南开大学环境科学与工程学院
第一节电化学氧化的基本原理 电化学氧化的基本原理是污染物在电极 上发生直接电化学反应或利用电极表面 产生的强氧化性活性物种使污染物发生 氧化还原反应后者为间接电化学转化
第一节 电化学氧化的基本原理 • 电化学氧化的基本原理是污染物在电极 上发生直接电化学反应或利用电极表面 产生的强氧化性活性物种使污染物发生 氧化还原反应,后者为间接电化学转化
外直流 复合电极 电场 出水 进水 U 电化学反应器 废水中有机物电化学氧化流程示意图
废水中有机物电化学氧化流程示意图
1直接氧化 直接电化学氧化是指通过阳极氧化可使有 机污染物和部分无机污染物转化为无害物 质。分为两类进行:一是电化学转化把有毒 物质转变为无毒物质或把非生物相容的有 机物转化为生物相容的物质例如芳香化合 物的开环氧化等后可进行生物后续处理;二 是电化学燃烧可直接将有机物深度氧化为 Co2和H2O
1. 直接氧化 • 直接电化学氧化是指通过阳极氧化可使有 机污染物和部分无机污染物转化为无害物 质。分为两类进行:一是电化学转化,把有毒 物质转变为无毒物质,或把非生物相容的有 机物转化为生物相容的物质,例如芳香化合 物的开环氧化等,后可进行生物后续处理;二 是电化学燃烧,可直接将有机物深度氧化为 CO2 和H2O
研究表明金属氧化物电极的电催化活性与电极的 表面结构极为相关。首先溶液中的0分子在阳 极表面放电并生成吸附的OH x+H2O→MooH)+e(1) 然后吸附的羟基自由基和阳极中的氧原子相互作 用并使自由基中的氧原子进入阳极金属氧化物的 晶格之中形成过氧化物Mo19 MoA(OH)→Mo1+H+e·(2) 当溶液中存在可氧化的有机物R时反应如下: R+MOx OH)CO2 +MOx + zH+ ze (3) R+MOx+1Ro +MOx
研究表明,金属氧化物电极的电催化活性与电极的 表面结构极为相关。首先,溶液中的H2O 分子在阳 极表面放电并生成吸附的·OH: MOx + H2O → MOx (·OH) + H+ + e - (1) 然后,吸附的羟基自由基和阳极中的氧原子相互作 用,并使自由基中的氧原子进入阳极金属氧化物的 晶格之中,形成过氧化物MOx+ 1 : MOx (·OH) →MOx+ 1 + H+ + e - (2) 当溶液中存在可氧化的有机物R 时,反应如下: R +MOx (·OH) → CO2 +MOx + zH+ + ze - (3) R +MOx+ 1 → RO +MOx (4)