类电芬顿耦合絮凝同步去除铬和有机污染物

逯凯琪，高明明

(山东大学 环境科学与工程学院，山东 青岛 266237)

铬及其化合物所引起的环境污染，主要源自工业生产废水，比如皮革制剂、鞣革和陶瓷原料等[1-2]，含铬废水的处理也得到越来越多的研究。电芬顿技术将传统芬顿反应与电化学技术相结合，减少Fe2+的投加量和铁污泥的产生[3]，而且可以阴极还原O2，原位生产H2O2[4-5]。但是，阴极表面的O2还原反应(ORR)直接4电子途径生成H2O或者 2电子途径生成H2O2，是由阴极材料的类型和性能决定的[6]。本研究以Cr3+取代Fe2+在体系中发生类芬顿反应，过程中耦合絮凝反应，分别以石墨片电极、活性炭纤维(碳毡ACF)和 TiO2/C 修饰石墨电极为工作电极，原位生成H2O2，实现铬和有机物的同步去除，分析了TiO2/C在耦合体系中的作用。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

硫酸铬、直接黄、硫酸钠、二甲基吡啶N-氧化物(DMPO)均为分析纯；普通氧气；实验用水均为去离子水。

CHI 760D电化学工作站；CHI 400C石英晶体微天平；HP-1旋转环盘电极；Nicolet50型傅里叶变化红外光谱仪；Quanta 250 FEG型扫描电子显微镜；赛默飞ESCALAB 250X型X射线光电子能谱仪；EMXnano电子顺磁共振波谱仪。

1.2 实验方法

1.2.1 电极制备 将20.0 mg TiO2/C材料溶于 80 μL Nafion中，混合均匀后，涂在2 cm×2 cm×0.3 cm 的石墨片电极表面，在室温下自然晾干，约30 min后，制备的工作电极即可用实验测试或者电化学性能测试。

将同样大小的石墨电极先用乙醇清洗，再用去离子水清洗，室温晾干备用。

剪取2 cm×2 cm大小的活性炭纤维(ACF)，将其固定在钛丝上，备用。

1.2.2 类电芬顿实验 500 mL烧杯中加入 400 mL水，通氧气30 min左右，使得溶液处于氧饱和状态。添加0.28 g的直接黄和所需浓度的硫酸铬，用3 mol/L的氢氧化钠溶液将溶液的初始pH调节为8.0。……