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电化学氧化降解水中三唑酮效能与反应路径
1
作者 周舒 于冰洋 +3 位作者 杜柯龙 林榆文 冯能佳 智丹 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2023年第11期1933-1941,共9页
三唑酮(TDF)等有机农药在生产和使用中存在环境风险,其难以被常规水处理工艺有效去除。电化学氧化技术应用于水中有机农药去除极具潜力,有机农药降解效率与电化学阳极材料性能有关。以Ti/RuO_(2)-IrO_(2)、Pt、Ti_(4)O_(7)电极为电化学... 三唑酮(TDF)等有机农药在生产和使用中存在环境风险,其难以被常规水处理工艺有效去除。电化学氧化技术应用于水中有机农药去除极具潜力,有机农药降解效率与电化学阳极材料性能有关。以Ti/RuO_(2)-IrO_(2)、Pt、Ti_(4)O_(7)电极为电化学阳极,开展电化学氧化技术降解和矿化水中TDF研究,比较和评估了不同类型阳极电化学降解TDF和溶液中TOC的效率;考察了电流密度、TDF初始浓度、溶液初始pH等反应参数对TDF电化学降解效率的影响;探究了TDF电化学降解路径及其降解产物毒性对溶液毒性的影响。结果表明:与Ti/RuO_(2)-IrO_(2)和Pt平板阳极相比,Ti/Ti4O_(7)平板阳极对水中TDF和溶液总有机碳(TOC)去除效果较好;Ti_(4)O_(7)平板和膜阳极均对水中TDF的降解和矿化具有较高活性,TDF电化学降解效率和溶液TOC去除率可达94.5%-95.7%和72.5%-75.5%,达到相同TOC去除率时Ti_(4)O_(7)膜阳极较其平板阳极反应能耗低低50%左右;水中TDF电化学降解效率与电流密度、TDF初始浓度、溶液初始pH值等反应参数有关,TDF电化学降解效率随电流密度增大而增大、随TDF初始浓度和溶液初始pH的增大而减少;水中TDF(m/z=294.5)电化学降解生成A(m/z=224.5)和B(m/z=103),A(m/z=224.5)继续氧化生成了C(m/z=173.5)和D(m/z=86),这些中间产物可进一步氧化为二氧化碳、水等无机物;TDF、A、B、C和D对水生生物分别呈有毒性、无害性、无害性、有害性和无害性,有毒性的TDF逐渐降解为无毒性的降解副产物,可能是造成TDF溶液毒性随着反应时间逐渐下降的原因。该研究表明TDF可被Ti_(4)O_(7)阳极电化学氧化技术高效降解和矿化,为电化学氧化技术去除水中TDF等有机农药的研究与实践提供思路借鉴。 展开更多
关键词 三唑酮电化学氧化 ti/Ruo_(2)-Iro_(2)平板阳极 Pt平板阳极 ti_(4)o_(7)阳极 膜阳极 反应能耗 降解路径 毒性
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钛基体Ti_(4)O_(7)阳极在高盐体系下的电催化降解性能 被引量：1
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作者 郭思远 王雪 +5 位作者 李昕圆 荆晓生 龙志 徐浩 延卫 贾亮 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期188-198,共11页
针对高盐废水成分复杂、可生化性差等处理难题,采用等离子喷涂技术制备一种新型钛基体亚氧化钛电极——Ti_(4)O_(7)电极,对该电极性能进行全面评价,解释电极的失效机理,并将其应用于高盐体系下的有机物电催化降解过程,考察不同因素对降... 针对高盐废水成分复杂、可生化性差等处理难题,采用等离子喷涂技术制备一种新型钛基体亚氧化钛电极——Ti_(4)O_(7)电极,对该电极性能进行全面评价,解释电极的失效机理,并将其应用于高盐体系下的有机物电催化降解过程,考察不同因素对降解效果的影响。结果表明:Ti_(4)O_(7)电极具备丰富的孔洞结构、较高的析氧过电位、优异的导电性能和良好的稳定性。高盐体系下,电流密度的提高会促进酸性红G染料降解,但单位能耗会显著增加;含盐量和pH值对降解效果的影响甚微,这也得益于亚氧化钛材料电极的稳定性能;在电流密度为15 mA/cm^(2)、含盐量为1%、初始pH值为8.5时,降解效果最佳,120 min内脱色率为99.91%,化学需氧量(COD)去除率为71.88%。Ti_(4)O_(7)电极在高盐废水的电化学处理领域有良好的应用前景。 展开更多
关键词 阳极材料 亚氧化钛 电极性质 电催化氧化 高盐废水
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改性Ti_(4)O_(7)阳极对氯霉素的高效电氧化降解 被引量：1
3
作者 刘星鑫 王安祺 +5 位作者 卓琼芳 谢水波 温宇锴 周紫璇 江子航 周福伟 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2534-2543,共10页
针对传统电化学氧化中阳极是污染物催化氧化的核心,寻找一种具有高析氧电位,高反应活性面积,优良催化活性的阳极是当下亟待解决的问题。为此,选取了亚氧化钛(Ti_(4)O_(7))电极作为基础电极且对其进行过渡金属元素掺杂改性。通过各种表... 针对传统电化学氧化中阳极是污染物催化氧化的核心,寻找一种具有高析氧电位,高反应活性面积,优良催化活性的阳极是当下亟待解决的问题。为此,选取了亚氧化钛(Ti_(4)O_(7))电极作为基础电极且对其进行过渡金属元素掺杂改性。通过各种表征及降解性能研究发现,所制备改性电极相对于纯Ti_(4)O_(7)电极催化性能有所提高。其中,锆(zirconium,Zr)元素掺杂后使得改性电极具有更高的析氧电位和更好的电催化活性。在电流密度为30 mA·cm^(-2),初始pH为6.1,电解质为100 mmol·L^(-1)Na_(2)SO_(4)和10 mmol·L^(-1)NaCl的最优条件下,氯霉素的去除率为97.4%。并且该电极具有很好的抗干扰性和稳定性,在不同pH干扰下对氯霉素依然具有较高的降解率(均高于81.1%)。此外,Zr元素掺杂的Ti_(4)O_(7)改性电极对氟苯尼考和双氯芬酸钠等药物也具有很好的降解效果,降解率分别为93.4%和85.5%,本研究结果可为电化学去除污染物阳极改性研究提供参考。 展开更多
关键词 电化学氧化 Zr/ti_(4)o_(7)阳极 掺杂 氧空位 氯霉素
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亚氧化钛纳米管阳极对水中甲萘威的电化学降解
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作者 智丹 吴楚楚 +3 位作者 艾莎莉 周舒 蒋立 周耀渝 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期48-58,共11页
为探究电化学阳极氧化技术降解水中甲萘威的效率和能耗,通过电化学氧化-自掺杂还原法制备了高活性亚氧化钛纳米管(Ti/Ti_(4)O_(7)-NTA)阳极,比较了其与Ti/Ti_(4)O_(7)、Ti/Ti_(4)O_(7)-PbO2-Ce阳极电化学降解甲萘威活性;考察了电流密度... 为探究电化学阳极氧化技术降解水中甲萘威的效率和能耗,通过电化学氧化-自掺杂还原法制备了高活性亚氧化钛纳米管(Ti/Ti_(4)O_(7)-NTA)阳极,比较了其与Ti/Ti_(4)O_(7)、Ti/Ti_(4)O_(7)-PbO2-Ce阳极电化学降解甲萘威活性;考察了电流密度、甲萘威初始质量浓度、电解质种类、溶液初始pH等参数对甲萘威降解率的影响;分析了甲萘威电化学反应能耗和电流效率。结果表明:Ti/Ti_(4)O_(7)-NTA阳极电化学活性较高,电化学降解甲萘威效率和溶液总有机碳去除率可达96.1%和80.2%;在pH为3~11时,甲萘威降解率为88.8%~92.1%,降解率随电流密度增大而增大,随初始质量浓度增大而减小;甲萘威电化学反应能耗和电流效率分别为215.3 kWh和66.1%。由此可知,Ti/Ti_(4)O_(7)-NTA阳极应用于电化学氧化处理有机农药废水具有良好潜力。本研究成果可为电化学氧化技术处理有机农药废水提供参考。 展开更多
关键词 ti/ti_(4)o_(7)-NTA阳极 甲萘威电化学氧化 降解率 反应能耗
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