基于炭膜阴极的电芬顿系统对于甲基橙的降解

摘要

为改善电芬顿对甲基橙模拟废水的处理效果，以导电炭膜作为穿透式阴极构建电化学反应器。在优化过滤通量、溶液初始p H值、电流强度、Fe²⁺浓度的基础上，分析了炭膜过滤通量对电芬顿系统运行效果的影响机制。结果表明：当过滤通量为100 L/（m²·h）(简写为LMH)、溶液初始p H值为3、电流强度为40 mA、Fe²⁺浓度为0.2 mmol/L的条件下，反应80 min后，甲基橙和总有机碳的去除率分别达到95%和66%；提高过滤通量能够显著促进甲基橙降解，过滤通量100 LMH时的一级反应速率常数与无过滤相比提高3倍；过滤能够通过加速传质、增大电极活性面积实现溶液中扩散电阻和电极内阻的降低，达到提高电流效率的效果，因此，阴极产生H₂O₂及还原Fe³⁺的能力增强，促进了芬顿反应的发生，提高了甲基橙的去除效率。

关键词

炭膜 / 电芬顿 / 氧还原 / 染料降解

基金资助

河北省自然科学基金重点项目（B2023110025）; 沧州市重点研发计划指导项目（222109009）; 沧州市天津工业大学研究院产业化项目（TGCYY-Z-0101）