負載型三維電極處理甲基橙廢水的動力學和降解機理研究

摘 要：采用化學共沉淀法制備負載型Fe3O4-MnO2/GAC粒子電極，通過三維電極系統處理甲基橙廢水，探討甲基橙和COD降解的反應動力學，并運用紫外-可見光光譜分析甲基橙的降解機理。結果表明：降解甲基橙和COD反應均為一級反應，粒子投加量為50g·L-1，溶液pH為7，溶液溫度為45℃時反應速率常數最大，降解甲基橙和COD的反應活化能分別為3.4442×104J·mol-1和1.5299×104J·mol-1。此外，根據紫外-可見光光譜推測甲基橙降解機理為偶氮式降解，強氧化物與甲基橙接觸首先破壞發色基團，并且破壞偶氮鍵分解為多種芳香類物質；接著·OH進一步攻擊苯環大π鍵，生成苯酚、對苯二酚等中間產物，最終被礦化為CO2和H2O。

關 鍵 詞：三維電極；甲基橙；COD；動力學

中圖分類號：X791；TQ613.1 文獻標志碼： A 文章編號： 1004-0935（2024）08-1173-08

印染廢水具有水量大、色度高、組分復雜、水質變化大等特征，在排放前必須進行工程預處理[1]。此外，印染廢水具有色澤深的特征，對受納水體外觀也造成了不良的影響[2]。甲基橙是一種廣泛應用于印染紡織的偶氮活性染料，傳統的物理法、化學法、生物法均難以對偶氮廢水進行有效處理。三維電極作為一種電催化氧化技術具有氧化性能好、操作靈活、占地面積小等優點，被認為是一種具有良好應用前景的處理高濃度有機廢水的方法。該技術是將粒子電極利用電場作用成為復極性粒子，粒子與粒子之間形成許多的微電解池，通過在粒子電極表面直接氧化分解以及利用生成的強氧化劑間接將有機污染物分解礦化[3]。然而，傳統的粒子電極在重復使用效果不理想、能耗高以及選擇性小[4]，成為阻礙三維電極應用的關鍵問題。……