【技术】聚焦难降解废水-何为电催化氧化技术？
【技术】聚焦难降解废水-何为电催化氧化技术？
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何为电催化氧化技术？
电催化技术是利用界面电子得失产生的活性物质降解有机污染物，实现污水净化目的。电催化处理技术具有以下优点：
（1）无需外加试剂，可避免二次污染；
（2）反应条件温和，常温常压下即可发生反应；
（3）通过阳极去除有机物，阴极还原重金属离子、CO2等实现水体净化、废水资源化利用的目的。
电催化技术自20世纪30年代问世，由于电力的阻碍，到20世纪60年代才开始发展，如今电催化技术在难降解废水处理方面，受到越来越广泛的关注。
电催化氧化的反应机理
电催化包括电催化氧化和电催化还原。
（1）电催化氧化：物质在阳极表面失去电子被氧化或通过电解产生的活性物质如·OH、Cl2等被氧化；
（2）电催化还原：物质在阴极表面直接或间接还原。在电催化反应系统中，电催化氧化和电催化还原是同时存在的。
在电催化过程中，通电后的电极会散发热量，导致电极表面温度高于溶液本身温度。电极表面温度上升，可加强分子热力学运动，降低溶液黏度，增强·OH的扩散，从而提高了氧化能力。但电极表面温度升高也并不总是有利于反应的进行，如温度超过50 ℃，过氧化物如过氧二磷酸会转化为氧化性较弱的H2O2；同样地，电极表面温度升高，氯离子在阳极会被氧化生成氯气溢出，而不是产生强氧化性物质次氯酸。
关键技术核心
电极—指与电解质接触的电子导体或半导体，它既是电子贮存器，能够实现电能的输入或输出，又是电化学反应发生的场所。
电催化电极——首先应该是一个电子导体，其次要兼具催化功能，即：既能导电，又能对反应物进行活化，提高电子的转移速率，对电化学反应进行某种促进和选择。
常用电催化电极主要分为两大类：二维电极；三维电极.
a. 二维电催化电极
应用最广泛的是DSA类电极。DSA电极，以特殊工艺在金属基体（如Ti，Zr，Ta，Nb等）上沉积一层微米或亚微米级的金属氧化物薄膜（如SnO2，IrO2，RuO2，PbO2等）而制备的稳定电极。DSA类电极通过改进材料及涂层结构提供了较高的析氧过电位，防止阳极氧气的析出，提高其电流效率。
优点： 由于DSA类电极的化学和电化学性质能够随着氧化物膜的材料组成和制备方法而改变，因而能够获得良好的稳定性和催化活性。
缺点： 有效电极面积很小，传质差，导致单位时空处理效率较低。
b. 三维电催化电极
定义：在原有的二维电极之间装填粒状或其他屑状工作电极材料，致使装填电极表面带电，在工作电极材料表面发生电化学反应，其结构如下所示：
图3 三维电催化电极示意图
优点： 面积比较大且能以较低的电流密度提供较大的电流强度；粒子之间间距小，物质传质极大改善；单位时空产率和电流效率均极大提高，尤其对低电导率废水，其优势更是明显。
电催化氧化技术优势
(1) 电子转移只在电极及废水组分之间进行，不需要另外添加氧化还原试剂，同时也避免了由另外添加药剂而引起的二次污染问题；
(2) 可以通过改变外加电流、电压，随时间调节反应条件，可控制性较强；
(3) 反应过程中可能产生的自由基可以无选择地直接与废水中的有机污染物反应，可将其降解为CO2、H2O和简单低分子有机物，没有或很少产生二次污染；
(4) 能量效率高，反应条件较温和，电化学过程一般在常温常压下即可进行；
(5) 反应器设备及其操作一般比较简单，如果设计合理，费用并不昂贵；
(6) 当排污规模较小时，可以进行就地处理。
01 .
团队介绍
好品环保-环保尖兵专注于废水催化高级氧化技术的研发和推广，聚焦难降解废水综合治理，致力于解决我国水治理行业绿色、节能、高效等难题。公司是集水处理新材料、催化氧化催化剂、绿色高端环保新装备的研发、制造和应用于一体的自主创新型企业，可针对客户的不同需求，提供个性化解决方案。
02 .
研发方向
可提供工业废水预处理和深度达标处理方案、设备和产品:
1.臭氧催化氧化工艺 2.电催化氧化工艺
3.芬顿催化氧化工艺 4.微电解催化氧化
5.臭氧催化剂 6.微电解填料 7.芬顿流化床及填料等设备设施
生产、工艺设计、方案编写、指导安装、调试。
END
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