气体扩散电极体系的电化学消毒

摘要：

以自制活性炭/聚四氟乙烯(PTFE)气体扩散电极在无隔膜体系发生H_2O_2进行电化学消毒的系统研究,探讨了膜电极中PTFE质量分数W_(PTFE)对氧气电还原特性的影响,研究了膜电极中载铂量W_(Pt)和造孔剂含量W_(NH_4HCO_3)、外部操作条件pH值、氧气流速、溶液含盐量和电流密度对杀菌效率的影响.结果表明,W_(PTFE)对H_2O_2的产率有明显的影响:产H_2O_2的峰电流先是随着W_(PTFE)的增加而增大,然后减小.当W_(PTFE)=50%时,峰电流最高.杀菌效果随着载铂量的提高而改善,W_(Pt)增加到4‰,杀菌效果和W_(Pt)=3‰时的杀菌效果基本相当.适量造孔剂的添加有效地改善了杀菌效果.杀菌效率随着pH值的下降迅速提高;该体系pH值适用范围较广:当原水细菌总数为10～6cfu·ml~(-1),pH=3-10,以载铂量W_(Pt)=3‰的气体扩散电极作为阴极进行电解,30 min后杀菌效率均能达到80%以上.在一定范围内增加氧气流速对H_2O_2:的产生及杀菌效率的变化无太大影响.一方面,高的氧气流速增大了水的电阻,增加了杀菌能耗,提高了气体扩散电极体系杀菌的运行成本;另一方面,高的氧气流速在一定程度上缩短了处理时间,降低了设备投资.含盐量的增加使杀菌能耗减小,因此本电化学杀菌体系更加适合于高含盐量的水.杀菌效率随电流的升高而增加,但电流较大时,杀菌效率增加幅度较小.电流密度控制在6.6 mA·cm~(-2)较为适宜.

关键词：气体扩散电极、阴极、氧还原、电化学消毒

所属期刊栏目：29

分类号：X7(废物处理与综合利用)

资助基金：国家自然科学基金20777053

在线出版日期：2010-05-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：246-251