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电催化氧化处理难降解废水用电极材料的研究进展一、本文概述随着工业化的快速发展，难降解废水的产生和排放问题日益严重，对生态环境和人类健康构成了巨大威胁。
电催化氧化技术作为一种高效、环保的废水处理方法，近年来受到了广泛关注。
电极材料作为电催化氧化技术的核心组成部分，其性能直接决定了废水处理的效率和效果。
因此，研究和开发高性能的电极材料对于推动电催化氧化技术的发展具有重要意义。
本文综述了近年来电催化氧化处理难降解废水用电极材料的研究进展。
介绍了难降解废水的特点和处理难点，阐述了电催化氧化技术的原理及其在难降解废水处理中的应用优势。
然后，重点分析了不同类型的电极材料（如金属电极、碳基电极、复合电极等）在电催化氧化处理难降解废水中的研究现状和发展趋势。
还讨论了电极材料的改性方法、性能优化及其在实际应用中的挑战和前景。
对未来电极材料的研究方向和应用前景进行了展望，以期为电催化氧化技术在难降解废水处理中的实际应用提供理论支持和技术指导。
二、电催化氧化技术原理电催化氧化技术是一种先进的废水处理技术，其基本原理是利用电极材料在电场作用下产生的强氧化剂，如羟基自由基（·OH）等，对废水中的难降解有机物进行氧化分解，从而将其转化为低毒性或无毒性的物质。
电催化氧化过程涉及电子转移和化学反应两个主要步骤，其中电极材料的性能对反应效率和废水处理效果起着决定性作用。
在电催化氧化过程中，阳极是发生氧化反应的主要场所。
当施加一定的电压时，阳极材料表面的电子被激发，形成高活性的氧化物种。
这些氧化物种具有很强的氧化能力，可以与废水中的有机物发生氧化还原反应，从而将其矿化为二氧化碳和水等无机物。
同时，阴极上也会发生还原反应，产生氢气等副产物。
电极材料的选择对电催化氧化技术的效果至关重要。
理想的电极材料应具备高催化活性、高稳定性、高导电性和长寿命等特点。
目前，研究较多的电极材料主要包括贵金属（如铂、钯等）、金属氧化物（如二氧化钛、氧化铱等）和碳基材料（如活性炭、碳纳米管等）。
低能耗电化学处理含盐有机废水的研究本研究基于含盐有机化工废水的特点,以不同电导率有机废水为研究对象,分别探讨了电化学过程中阳极直接氧化、活性氯间接氧化、阴极电芬顿机制对废水中有机物矿化过程的影响,进而引入了微流体反应器和反向电渗析反应器,分别探索了这两种反应器在处理低、高含盐有机废水时的反应机制和有机物矿化效率,并对其技术性与经济性进行了分析和比较,从而对反应过程进行了优化,为低能耗电化学有机废水处理技术开发提供理论和技术依据。
主要研究内容和结果分述如下:（1）使用传统电化学反应器,在处理含低盐(50 mg L<sup>-1</sup>NaCl)苯酚废水的过程中,BDD（掺硼金刚石电极）阳极产生的强氧化性羟基自由基可对废水中存在的苯酚进行彻底矿化,但溶液中的低电导率致使较高的槽电压,因而需要较高的能耗,电流强度为16.4 mA,电解6 h后,TOC去除率83%,能耗高达57.24 kW·h m<sup>-3</sup>;当废水中NaCl含量较高(100 g L<sup>-1</sup>)时,DSA（Ti/RuO<sub>2</sub>）作为阳极可促进活性氯的产生,阳极析氯反应带来的间接氧化作用是苯酚降解的主要机制,但是反应过程中产生的难降解中间产物使废水中有机物仅得到部分去除,导致了较低的电流效率,电流强度为16.4 mA,电解6 h后,TOC去除率44%,电流效率21%;在阴极电芬顿苯酚废水处理过程中,溶液中H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>的积累量限制了苯酚的降解效率。
电流强度为16.4mA,电解6 h后,TOC去除率41%,电流效率20%。
（2）针对使用碳毡阴极的电芬顿过程中H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>积累量较低的问题,评估了与阳极过程相关的极板面积、极板性质、电流密度（电压）、溶液混合速率等的影响。
Voe.50 No.5May2021第50卷第5期2021年5月应用化工Applied Chemical Indust/硼掺杂金刚石电极电解水制备臭氧技术研究李海云V ，衣颖2，范云双1，马军2，赵蕾2，朱孟府2,邓橙2（1-天津工业大学环境科学与工程学院，天津300387；2.军事科学院系统工程研究院卫勤保障技术研究所，天津300161）摘 要：以硼掺杂金刚石（BDD ）为电极，设计出膜电极一体化（MEA ）反应器，采用SEM &XRD 及Raman 光谱等技术对电极进行表征分析，考察了电极材料、电流密度、电解液流速及电导率对臭氧产生性能的影响。
结果表明，BDD 电极是结晶度良好、高纯度的金刚石晶体,产生臭氧的最佳条件为：电流密度33 mA/cm 2，电解液流速15 mL/min 、 电导率1 'S/cm 。
在此条件下，臭氧产量为29.1 my/h ,产生臭氧的电流效率高达48. 73%,能耗低至115 W * h/g 。
关键词:臭氧;硼掺杂金刚石;膜电极；电解水中图分类号:TQ151.1；O 633 文献标识码:A 文章编号：1671 -3206（2021）05 -1254 -05Sthdy on production of ozone by electrolysis of water withboron-doped diamond electrodesLI Hai-yun ，2，YI Ying 2，FAN Yun-shuang 1，MA Jun 2，ZHAO Lee ,ZHU Meng(F ，DENG Cheng?(1. School of Environmental Science and Enginee/ng,Tianjin Polytechnic UniversPy,Tianjin 300387，China ；2. Institute of Med/ai Support 16—2010X1 ,Academy of Mi/ta/ Science of Chinese PL A ，T/njin 300161，China )Abstract : MEA /actor was fab/cated to car / out with bo/n-doped diamond ( BDD ) as the electrode -TheSEM %XRDand Raman 4pecteo4copyweeeu4ed tochaeacteeoeetheBDDeeecteode.Thee o ectooeeec-teodemateeoaecu e ntden4otyeeecteoeyteoeoweateand conductoeotyon oeonepeoductoon haeebeen onee4-togated.Theee4uet4howthattheBDDeeecteodeoadoamond cey4taewoth good cey4ta e onotyand hogh pueo- ty. Under the condition of current density of 33 mA/cm 2，emct/lyta Wow rata of 15 mL/min ，and electro-eyt conductoeotyoo1 'S Bcm %th*o eon*output os29. 1 mgBh.Th*cu e *nt*o oconcyoooeon*osashogh as 48 .73% %and th**n*egyconsumptoon osaseowas115 W *h Bg.Key worps : ozone ； bo/n-doped diamond ; solid polymer electrolyte ; electrolysis of water近年来，高级氧化技术特别是臭氧催化氧化因其氧化能力强、反应时间快、无二次污染等优势，在解决水污染尤其是水中有机物的去除方面展现出了 极大的潜力（1甲］。
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 4 期两电子水氧化反应抑制掺硼金刚石电极氧化有机物过程中氯酸盐和高氯酸盐的生成丁嘉1，2，吴文琦3，李鹏程1（1 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海 200082；2 浙江大学环境与资源学院，浙江 杭州 310012；3国家电网杭州供电公司，浙江 杭州 310000）摘要：掺硼金刚石（BDD ）具有羟基自由基（·OH ）产率高、稳定性好的优点，作为电极材料被广泛应用于难降解有机物的处理。
但BDD 电极在处理含氯介质时产生的高毒性副产物——氯酸盐（ClO -3）和高氯酸盐（ClO -4）是限制其广泛应用的关键障碍之一。
本文通过两电子水氧化反应（2e -WOR ）来控制BDD 电极氧化过程中ClO -3和ClO -4的产生。
同时，以一种广泛使用的除草剂——阿特拉津（ATZ ）为模型污染物，探究2e -WOR 对有机物降解效果的影响。
研究表明，NaHCO 3作为电解质可以有效催化BDD 电极上的2e -WOR ，进而降低电解过程中活性氯、ClO -3和ClO -4的浓度。
添加10mmol/L NaHCO 3后，活性氯浓度下降了60.3%，ClO -3和ClO -4的生成速率常数分别下降10.2%和39.2%。
当添加50mmol/L 和100mmol/L NaHCO 3时，活性氯的生成被完全抑制，ClO -3的生成速率常数分别降低了60.0%和72.5%，ClO -4的生成速率常数分别降低了66.2%和72.6%。
2e -WOR 对ClO -3和ClO 4-抑制作用的机理有两个方面：①2e -WOR 产生的H 2O 2与活性氯反应，降低了关键中间物的浓度，进而控制了ClO -3和ClO -4的生成；②HCO -3与ClO -3竞争·OH 反应，降低了ClO -3向ClO -4的转化速率。
bdd电催化氧化法BDD电催化氧化法是一种利用金刚石电极（Boron-Doped Diamond Electrode）的特殊性质，通过施加电流来实现废水中有机物的高效催化氧化的方法。
金刚石电极具有高稳定性、耐腐蚀性和良好的导电性，是一种理想的电化学催化剂。
近年来，水污染日益严重，需要寻找一种高效、环保的处理废水的方法。
传统的废水处理方法往往耗能大、污泥处理困难，而BDD电催化氧化法则可以有效地解决这些问题。
该方法能够快速、高效地氧化废水中的有机污染物，将其转化为无害的物质，从而达到废水净化的目的。
同时，该方法具有能耗低、无需添加氧化剂等特点。
因此，BDD电催化氧化法成为了一种备受关注的新型废水处理技术。
BDD电催化氧化法的工作原理是通过施加一定电流密度，使金刚石电极上的氢氧化物离子（OH-）发生催化氧化反应。
这样，废水中的有机污染物分子就会被电化学氧化成氧化产物，如二氧化碳和水等。
在这个过程中，BDD电极的高度稳定性和电化学活性起到了至关重要的作用。
BDD电催化氧化法在废水处理中具有许多优势。
首先，该方法能够处理多种有机污染物，包括易降解和难降解的有机物。
其次，该方法对于有机物的去除率高，处理效果稳定可靠。
此外，使用BDD电催化氧化法能够减少废水处理过程中产生的二次污染物，并且无需添加其他氧化剂，减少了处理成本。
在实际应用中，BDD电催化氧化法已经得到了广泛的应用。
例如，该技术可以应用于电镀废水、印染废水、制药废水以及含色度高的废水等的处理。
通过调节电流密度、溶液的pH值和废水的停留时间等操作参数，可以实现对特定废水的高效处理。
综上所述，BDD电催化氧化法是一种环保、高效的废水处理技术。
借助金刚石电极的特殊性质，该方法能够快速、高效地将废水中的有机污染物氧化为无害的物质。
在实际应用中，BDD电催化氧化法已经显示出了广阔的应用前景。
因此，我们应该进一步加大对于BDD电催化氧化法的研究和应用，为解决水污染问题提供新思路和新方法。
DOI ：10.19965/ki.iwt.2022-0646第 43 卷第 5 期2023年 5 月Vol.43 No.5May ，2023工业水处理Industrial Water Treatment 电催化氧化处理脱硫废水COD 的试验研究武宇鹏，房慧，刘潇冉，张玉蕾（太原科技大学环境与资源学院，山西太原 030024）[ 摘要 ] 燃煤电厂脱硫废水成分复杂，COD 来源主要为亚硫酸盐和连二硫酸盐等还原性无机物。
此外，脱硫废水中的Cl -浓度很高，在降解COD 时会形成较大干扰。
电催化氧化法在工业废水处理中的应用较多，但较少应用于脱硫废水。
尝试采用钌铱、铂金、掺硼金刚石（BDD ）这3种不同材料作为阳极极板，电催化氧化处理脱硫废水COD 。
首先筛选出最佳极板材料，再用单因素实验方法确定响应面分析实验条件，采用BBD （Box -Behnken Design ）法设计实验并分析极板间距、电压、反应时间的交互影响作用，最后研究SO 42-和Cl -对电催化氧化处理脱硫废水COD 的影响。
结果表明，BDD 极板对于脱硫废水的电催化氧化性最强，最佳反应条件：极板间距为1.52 cm ，电压为25 V ，反应时间为40 min 。
此时COD 去除率最高，为87.1%。
适当质量浓度的SO 42-和Cl -在溶液中可起到促进氧化的作用，但当SO 42-和Cl -分别超过8 000 mg/L 和5 000 mg/L 时会抑制COD 的去除效果。
［关键词］ 脱硫废水；化学需氧量；电催化氧化［中图分类号］ X703.1 ［文献标识码］A ［文章编号］ 1005-829X （2023）05-0122-07Experimental study on COD treatment of desulphurizationwastewater by electrocatalytic oxidationWU Yupeng ，FANG Hui ，LIU Xiaoran ，ZHANG Yulei（College of Environment and Resources ，Taiyuan University of Science and Technology ，Taiyuan 030024，China ）Abstract ：Desulphurization wastewater from coal -fired power plants is complicated in composition. The main chemical oxygen demand （COD ） are from reductive inorganic substances such as sulfites and dithionate. In addition ，the content of chloride ions in desulfurization wastewater is very high ，which can affect COD removal of desulfurization wastewater ，so it is difficult to degrade the COD of desulfurization wastewater. Electrocatalytic oxidation is widely used in industrial wastewater treatment ，but rarely used in desulfurization wastewater. In this study ，three different materials including ruthenium -iridium ，platinum and boron -doped diamond （BDD ） were used as anode plates to treat COD from desul⁃phurization wastewater by electrocatalytic oxidation. Firstly ，the optimal plate material was selected ，and then the response surface analysis experimental conditions were determined by single factor experiment method. BBD （Box -Behnken Design ） method was used to design experiments and analyze the interaction between plate spacing ，voltage and reaction time. Finally ，the influence of sulfate radical and chloride ion on electrocatalytic oxidation treatment of COD in desulfurization wastewater was experimentally studied. The results showed that BDD electrode had the strongest electrocatalytic oxidationfor desulfurization wastewater ，and the best reaction conditions were as follows ：plate spacing 1.52 cm ，voltage 25 V ，reaction time 40 min. Under these conditions ，the COD removal rate was the highest ，which was 87.1%. Appropriate concentration of sulfate and chloride ions can promote oxidation in the solution ，but when the concentration of sulfate and chloride ions exceed 8 000 mg/L and 5 000 mg/L ，respectively ，the removal effect of COD was inhibited.Key words ：desulfurization wastewater ；COD ；electrocatalytic oxidation我国当前电源结构仍以燃煤火力发电为主〔1〕，大多数燃煤电厂均采用湿法脱硫工艺去除SO 2，由此排出的脱硫废水成分复杂，水质恶劣，直接排放到环境中危害巨大〔2〕。
