电化学方法在废水处理中的应用开题报告

1. 研究目的与意义

随着石油化工、有机化工其它工业的发展,废水中可能存在的有机物种类越来越多。常见的有机污染物主要是多环芳香烃类、含氮有机化合物、卤代烃及其它杂类有机化合物。电催化氧化技术是一种与环境兼容的高效废水处理技术，特别是在处理难生化降解有机废水方面得到越来越广泛的应用。电催化氧化技术为污水处理提出了新的思路，该方法不需要添加氧化剂，无二次污染，反应条件温和，兼具气浮、絮凝、杀菌作用，易于自动化，尤其是对于生物降解有毒废水的处理，可能成为新的易于自动化操作、便捷、稳定的废水处理工艺。

目前电催化氧化技术的优势和特点仍然没有在实际应用中得到充分发挥，主要原因在于电极材料的研制。因此本项目的研究目的就是要研制同时具备高吸附性能、高催化活性、长寿命的催化电极。

自60年代发明形稳电极（dsa）以来，人们对其进行了大量的研究，并已经在氯碱、硫酸和电镀等工业领域获得应用。由于dsa电极材料具有金属氧化物的催化活性和较高的稳定性，因此在有机物降解方面得到了广泛应用。目前电催化氧化技术中应用较多的是钛基sno2电极或钛基pbo2电极，这类电极的制备方法采用热分解法或电沉积法。这两种制备方法的缺点是金属氧化物与基体结合力差，电极寿命短。另外氧化物在电极表面分布不均匀，催化活性点少，降低了电极的催化性能。因此研究与制备电催化活性高、寿命长、析氧电位高的dsa电极是电催化氧化获得应用的前提。dsa电极的出现也为催化电极的制备提供了一条新思路，根据具体电极反应的要求，可以设计电催化材料的组成和结构，通过适当的方法，能够比较容易地使本身不具备结构支撑功能的材料在电极反应中获得应用。

2. 研究内容和预期目标

电催化氧化技术是一种有发展前景的水处理技术，研制具有较高催化活性和较长使用寿命的电极是该技术的主要研究方向之一。本研究利用水热法合成新型3d结构pbo2电极，以期提高pbo2电极的电催化活性和使用寿命。并利用实验制备的β-pbo2电极和改性pbo2电极电催化氧化降解水中酚类污染物。具体研究内容如下：（1）β-pbo2电极制备工艺条件的优化及电催化氧化苯酚研究①对钛基β-pbo2电极的sb-sno2中间层和β-pbo2表面活性层的制备条件进行优化，系统地研究不同反应条件对于电极形貌、晶体结构、电催化氧化活性和稳定性的影响。②利用最优条件下制备的β-pbo2电极电催化氧化降解水中苯酚，研究β-pbo2电极电催化氧化苯酚过程中有机物矿化，降解动力学和电流效率情况，并分析苯酚降解路径。

预期目标：制备出性能稳定的钛基二氧化铅电极，能有效降解高浓度难生化降解有机污染物。

3. 研究的方法与步骤

实验方法

（1）采用日本日立公司hitachis4700型电子扫描电镜观察所制备电极的结构和形貌。

（2）使用日本理学d/max-rb型x-射线衍射仪对电极表层进行物相分析，

4. 参考文献

1.shmychkovao,lukyanenkot,yakubenkoa,etal.electrooxidationofsomephenoliccompoundsatbi-dopedpbo2.appliedcatalysisb:environmental, 2015,162:346-351

2.qizhoudai,yijingxia,chensun,etal.electrochemicaldegradationoflevodopawithmodifiedpbo2electrode:parameteroptimizationanddegradationmechanism.chemicalengineeringjournal,2014,245:359-366

3.mohd,y.electrodepositionandcharacteristicsofhighlyorderedmacroporousβ-pbo2electrodes.journalofscienceandtechnology,2011,3(1):109-122

5. 计划与进度安排

1）2022年月3日2日----2022年03月27日：查阅相关文献资料，撰写文献综述，提出具体研究计划,完成开题报告，进行实验前期准备工作；2）2022年03月28日----2022年06月12日：论文实验阶段；

3）2022年06月13日----2022年06月26日：撰写论文，准备答辩。