電極材料在電解法處理廢水中的作用：提高電催化氧化降解速率的措施

【簡介】

電化學(xué)方法用于處理難降解的有機物具有很好的效果，它可以使非生化降解的有機物轉(zhuǎn)化為可生化降解的有機物。有機物的電化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率一般較慢，所以常用增大電極的過電位，增加電極表面積，選用優(yōu)秀的電極材料，以及改進電極結(jié)構(gòu)等方法加以提高。

在電化學(xué)反應(yīng)中，電極表面區(qū)域隨著電荷移動而伴生非均相催化反應(yīng)，該反應(yīng)類似于化學(xué)催化作用。在一定的電解液中，同樣的過電位下，電極反應(yīng)速率及反應(yīng)類型因電極基體材料的不同而變化，這在電化學(xué)中統(tǒng)稱為電催化。在電催化反應(yīng)中，作為電催化劑，不同的電極材料可以使電化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生數(shù)量級上的變化。所以，選擇適當(dāng)?shù)碾姌O材料是提高電化學(xué)催化反應(yīng)效率的有效途徑。

在電化學(xué)反應(yīng)中，多組分電極也是很重要的一個研究方面。Ti／Sn0₂·Sb₂0₃"Mn0₂／Pb0₂·Mn0₂陽極的制備可作為多組分電極設(shè)計的一個示例。鈦陽極失效的主要原因是析氧反應(yīng)所產(chǎn)生的新生態(tài)氧擴散到電極表面，從而在鈦表面生成不導(dǎo)電的Ti0₂膜。為了使陽極活化，在電極表面加一層PbO₂·Mn0₂活性層；為了減少新生態(tài)氧擴散到鈦表面上，在鈦電極基體與活性層之間加一層SnO_z·Sb₂0₃·Mn0₂中間層。在含酚污水的處理中，該陽極有很高的電催化活性和電化學(xué)穩(wěn)定性。

早期的反應(yīng)器多采用平板二維結(jié)構(gòu)，面積較小，單位槽處理量小，電流效率較低。針對此缺陷，采用三維電極代替二維電極，大大增加了單元槽體積的電極面積，而且由于每個微電解池的陰極和陽極距離很近，傳質(zhì)非常容易，因此大大提高了電解效率和處理量。三維電極是在20世紀60年代末提出來的，所用的填充材料主要有金屬粒子，鍍覆金屬的玻璃球或塑料球，金屬氧化物，石墨和活性炭等。三維電極法有較高的脫色率和TOC去除率，穩(wěn)定性較好。