電催化技術(shù)是利用界面電子得失產(chǎn)生的活性物質(zhì)降解有機污染物,實現(xiàn)污水凈化目的。
電催化處理技術(shù)具有以下優(yōu)點:
(1)無需外加試劑,可避免二次污染;
(2)反應(yīng)條件溫和,常溫常壓下即可發(fā)生反應(yīng);
(3)通過陽極去除有機物,陰極還原重金屬離子、CO2等實現(xiàn)水體凈化、廢水資源化利用的目的。
電催化技術(shù)自20世紀(jì)30年代問世,由于電力的阻礙,到20世紀(jì)60年代才開始發(fā)展,如今電催化技術(shù)在難降解廢水處理方面,受到越來越廣泛的關(guān)注。
電催化氧化的反應(yīng)機理
電催化包括電催化氧化和電催化還原。
(1)電催化氧化:物質(zhì)在陽極表面失去電子被氧化或通過電解產(chǎn)生的活性物質(zhì)如·OH、Cl2等被氧化;
(2)電催化還原:物質(zhì)在陰極表面直接或間接還原。在電催化反應(yīng)系統(tǒng)中,電催化氧化和電催化還原是同時存在的。
在電催化過程中,通電后的電極會散發(fā)熱量,導(dǎo)致電極表面溫度高于溶液本身溫度。電極表面溫度上升,可加強分子熱力學(xué)運動,降低溶液黏度,增強·OH的擴散,從而提高了氧化能力。但電極表面溫度升高也并不總是有利于反應(yīng)的進行,如溫度超過50 ℃,過氧化物如過氧二磷酸會轉(zhuǎn)化為氧化性較弱的H2O2;同樣地,電極表面溫度升高,氯離子在陽極會被氧化生成氯氣溢出,而不是產(chǎn)生強氧化性物質(zhì)次氯酸。