納米MnO2/PVA石墨紙多層電極電催化降解聚丙烯酰胺

胡月，汪明旺，呂宏凌，劉祎，陳金慶

（中國石油大學（華東）化學工程學院，山東青島266580）

聚丙烯酰胺（polyacrylamide，PAM）水溶液作為三次采油階段中最常用的驅(qū)油劑，可有效提高原油采收率，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用[1]。但由于其具有高黏度、高油含量、高礦化度等特點，導致采出廢水處理難度增大，直接回用長久堆積易形成地下堵塞，降低了采油量，甚至導致油井報廢[2-3]。因此，為實現(xiàn)油田的持續(xù)高產(chǎn)，尋找綠色有效處理含聚廢水的方法極具現(xiàn)實意義。現(xiàn)有的處理方法多集中在物理法、水解氧化法、生物降解和光催化降解等。Song 等[4]通過膨脹顆粒污泥床反應器-好氧生物膜反應器聯(lián)合生物系統(tǒng)降解PAM，去除率達64.36%。最近，Jamal 等[5]利用垂直排列的氧化鋅納米棒在模擬太陽光照射下，提高PAM 光催化降解性能。光降解率71.4%。這些處理方法中，物理吸附和生物降解法效率不夠顯著，而光催化降解成本較高，且存在二次污染，難以工業(yè)應用。電催化氧化法在電流激發(fā)下，產(chǎn)生強氧化性自由基液相氧化聚合物使其最終降解為水和CO2，凈化水質(zhì)、消除聚合物污染，節(jié)約用水資源的同時實現(xiàn)了含聚廢水的回用和排放[6-7]。因此，將納米催化劑結(jié)合電催化工藝，功能化改性電極材料可有效提高電催化效率，用于電催化降黏采油PAM 廢液，達到油田廢水工業(yè)回用和合理排放的要求。

本文采用聚乙烯醇涂覆法制備納米MnO2-聚乙烯醇/石墨紙（MnO2-PVA/GP）多層電極，采用紅外光譜（FTIR）、掃描電鏡（SEM）和循環(huán)伏安（CV）對電極進行了形態(tài)、形貌和電化學性能表征，考察復合改性電極電催化降解高黏度聚丙烯酰胺的性能及最優(yōu)操作條件。……