WSP多晶催化复合膜对重金属废水的电还原强化处理性能

王红波, 龙娟, 姜全英, 宋钰莹, 马晓洁, 孙璇, 高常飞

doi:10.13951/j.cnki.37-1213/n.220704

烟台大学学报（自然科学与工程版） ›› 2024, Vol. 37 ›› Issue (1) : 107 -117. DOI: 10.13951/j.cnki.37-1213/n.220704

WSP多晶催化复合膜对重金属废水的电还原强化处理性能

王红波, 龙娟, 姜全英, 宋钰莹, 马晓洁, 孙璇, 高常飞

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摘要

采用氧化石墨烯（GO）、铁粉（Fe-Fe₃O₄）和二氧化铅（PbO₂）制备合成多晶催化剂，利用水溶性纸（WSP）辅助催化剂负载导电基表面，通过相转化法制备具有高催化活性和高电导性的WSP多晶催化复合膜，并将其用作微生物燃料电池-膜生物反应器耦合系统（MFC-MBR）阴极电极膜，开展含铜/镍重金属废水电还原强化处理性能研究。实验结果表明，相比对照组，WSP多晶催化复合膜具有低还原电位及低欧姆电阻特性（还原电位和内阻仅为0.12 V和1.38Ω）;形态学表征证实，膜面负载催化剂均匀，高活性催化界面有利于重金属电还原过程。WSP多晶催化复合膜辅助MFC-MBR系统开展废水处理，Cu（Ⅱ）去除效率高于90%,Ni（Ⅱ）去除率在99%以上；铜镍混合废水中Cu（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）同步去除率分别达到97.63%、93.18%。本研究表明，采用WSP多晶催化复合膜辅助MFC-MBR耦合系统处理重金属废水，可实现重金属电还原强化脱除，具有高效率低运行成本优势，工程应用前景广阔。