一种复合阴极电极及其制备方法和应用_4

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〇304的比表面积为730m2/g。
[0157] 4)Zr/介孔碳-介孔C〇304电极:
[0158] 将步骤2)制备的介孔碳100mg和步骤3)制备的介孔Co30455mg溶于350mL正丁 醇制成涂液。再将涂液喷涂在预处理过的金属锆网上,于l〇〇°C下烘干,然后在350°C温度 下烧结2h,反复操作至涂液完全涂完。制备成复合阴极电极前体介孔碳-介孔C〇304/Zr电 极,涂层厚度为12iim。
[0159] 5)氯过氧化物酶的固定:
[0160] 用磷酸二氢钠-柠檬酸缓冲液配制100mL浓度为450mg/L氯过氧化物酶溶液,然 后将步骤4)制备的复合阴极电极前体Zr/介孔碳-介孔C〇304电极浸渍在该氯过氧化物酶 溶液中,超声震荡2h后,得到Zr/介孔碳-介孔C〇304-氯过氧化物酶复合阴极电极。
[0161] 实验实施例1
[0162] 分别以实施例1制备的Ti/介孔碳-介孔C〇304_辣根过氧化物酶复合电极和Ti/ 介孔碳-介孔C〇304电极、以及现有技术中的Ti/活性碳电极为阴极、以Ti/Pb02电极为阳 极,外加电压10V,对表1所示废水水质中的含酚废水进行电化学处理2h,处理效果如表2 所示。
[0163] 三种电极电氧化产物的荧光强度和时间关系如图1所示。
[0164] 从图1上可以看出,Ti/介孔碳-介孔C〇304-辣根过氧化物酶复合阴极电氧化产 物的荧光强度最强,强于Ti/介孔碳-介孔C〇304电极,这是因为Ti/介孔碳-介孔C〇304电 极与固载辣根过氧化物酶可协同增加? 0H的产量。
[0165] 通过表2中的数据可以看出:Ti/介孔碳-介孔C〇304电极处理含酚废水的效果 明显好于传统的Ti/活性碳电极,如从表2中可以看出CODcr去除率从73%提高至93. 3%, B0D5/C0Dcr比值从0. 19提高至0. 25,表明介孔碳阴极明显提高了过氧化氢的产量,尤其是 高活性羟基自由基的产量(如图1),这是由于介孔C〇304的加入有效地将过氧化氢转化为羟 基自由基,提_ 了过氧化氧的利用率。
[0166] 表 1
[0168]表 2
[0170] 另外,经过介孔碳固载的辣根过氧化物酶处理含酚废水的效果明显好于游离辣根 过氧化物酶,如从表2中可以看出CODcr去除率从79. 7%提高至90. 9%,B0D5/C0Dcr比值从 0.20提高至0.26。
[0171] 而采用本发明的方法如实施例1制备的Ti/介孔碳-介孔C〇304_辣根过氧化物 酶复合阴极处理含酚废水的效果最好,如从表2中可以看出CODcr去除率和B0D5/C0Dcr 比值均高于Ti/介孔碳-介孔C〇304电极和介孔碳固载辣根过氧化物酶的处理效果,且 处理后CODcr和B0D5分别降至20mg/L和8mg/L,达到了城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-2002 -级A标准,表明采用本发明的方法制备的复合阴极电极,即固载辣根过氧 化物酶处理废水与Ti/介孔碳-介孔C〇304电极电化学处理废水具有明显的协同增效作用。
[0172] 实验实施例2
[0173] 分别以实施例2制备的Zr/介孔碳-介孔C〇304-氯过氧化物酶复合电极和Zr/介 孔碳-介孔C〇304电极、以及现有技术中的Zr/活性碳电极为阴极,以Zr/Pb02电极为阳极, 外加电压12V,对表1所示废水水质中的有机胺废水进行电化学处理3h,处理效果如表3所 示,并与游离氯过氧化物酶和介孔碳固载氯过氧化物酶的处理效果进行比较。
[0174] 三种电极电氧化产物的荧光强度和时间关系如图2所示。
[0175] 从图2上可以看出,Zr/介孔碳-介孔C〇304_氯过氧化物酶复合阴极电氧化产物 的荧光强度最强,强于Zr/介孔碳-介孔C〇304电极,这是因为Zr/介孔碳-介孔C〇304电极 与固载氯过氧化物酶可协同增加? 0H的产量。
[0176]表 3
[0178] 通过表3中的数据可以看出:Zr/介孔碳-介孔C〇304电极处理有机胺废水的效果 明显好于传统的Zr/活性碳电极,如从表3中可以看出CODcr去除率从72. 2%提高至92. 5%, B0D5/C0Dcr比值从0. 18提高至0. 22,表明介孔碳阴极明显提高了过氧化氢的产量,尤其是 高活性羟基自由基的产量(如图2),这是由于介孔C〇304的加入有效地将过氧化氢转化为高 活性的羟基自由基,提高了过氧化氢的利用率。
[0179] 另外,经过介孔碳固载的氯过氧化物酶处理有机胺废水的效果明显好于游离氯过 氧化物酶,CODcr去除率从81. 3%提高至92. 2%,B0D5/C0Dcr比值从0. 20提高至0. 27。
[0180] 而采用本发明的方法如实施例2制备的Zr/介孔碳一介孔C〇304_氯过氧化物 酶复合阴极处理有机胺废水的效果最好,如从表3中可以看出CODcr去除率和BOD5/CODcr比值均高于Zr/介孔碳-介孔C〇304电极和介孔碳固载氯过氧化物酶的处理效果,且处 理后CODcr和B0D5分别降至25mg/L和9mg/L,达到了城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-2002 -级A标准,表明采用本发明的方法制备的复合阴极电极,即氯过氧化物酶 固载后处理废水与Zr/介孔碳-介孔C〇304电极电化学处理废水具有明显的协同增效作用。
[0181] 实验实施例3
[0182] 分别以实施例3制备的Ni/介孔碳-介孔C〇304_氯过氧化物酶复合电极和Ni/介 孔碳-介孔C〇304电极、以及现有技术中的Ni/活性碳电极为阴极,以Ti/Pb02电极为阳极, 外加电压14V,对表1所示废水水质中的有机胺废水进行电化学处理1. 5h,处理效果如表4 所示,并与游离氯过氧化物酶和介孔碳固载氯过氧化物酶的处理效果进行比较。
[0183] 三种电极电氧化产物的荧光强度和时间关系如图3所示。
[0184] 从图3上可以看出,Ni/介孔碳-介孔C〇304_氯过氧化物酶复合阴极电氧化产物 的荧光强度最强,强于Ni/介孔碳-介孔C〇304电极,这是因为Ni/介孔碳-介孔C〇304电极 与固载氯过氧化物酶可协同增加? 0H的产量。
[0185] 通过表4中的数据可以看出:Ni/介孔碳-介孔C〇304电极处理有机胺废水的效果 明显好于传统的Ni/活性碳电极,如从表4中可以看出CODcr去除率从73. 7%提高至92. 9%, B0D5/C0Dcr比值从0. 19提高至0. 23,表明介孔碳阴极明显提高了过氧化氢的产量,尤其是 高活性羟基自由基的产量(如图3),这是由于介孔C〇304的加入有效地将过氧化氢转化为高 活性的羟基自由基,提高了过氧化氢的利用率。
[0186] 另外,经过介孔碳固载的氯过氧化物酶处理有机胺废水的效果明显好于游离氯过 氧化物酶,CODcr去除率从80. 7%提高至91. 8%,B0D5/C0Dcr比值从0. 20提高至0. 25。
[0187]表 4
[0189]而采用本发明的方法如实施例3制备的Ni/介孔碳一介孔C〇304-氯过氧化物 酶复合阴极处理有机胺废水的效果最好,如从表4中可以看出CODcr去除率和B0D5/C0Dcr 比值均高于Ni/介孔碳-介孔C〇304电极和介孔碳固载氯过氧化物酶的处理效果,且处 理后CODcr和B0D5分别降至26mg/L和10mg/L,达到了城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-2002 -级A标准,表明采用本发明的方法制备的复合阴极电极,即氯过氧化物酶 固载后处理废水与Ni/介孔碳-介孔C〇304电极电化学处理废水具有明显的协同增效作用。
[0190] 实验实施例4
[0191] 分别以实施例4制备的Ni/介孔碳-介孔C〇304_氯过氧化物酶复合电极和Ni/介 孔碳-介孔C〇304电极、以及现有技术中的Ni/活性碳电极为阴极,以Ti/Pb02电极为阳极, 外加电压14V,对表1所不废水水质中的有机胺废水进行电化学处理1. 5h,处理效果如表5 所示,并与游离氯过氧化物酶和介孔碳固载氯过氧化物酶的处理效果进行比较。
[0192] 三种电极电氧化产物的荧光强度和时间关系如图4所示。
[0193] 从图4上可以看出,Ni/介孔碳-介孔C〇304_氯过氧化物酶复合阴极电氧化产物 的荧光强度最强,强于Ni/介孔碳-介孔C〇304电极,这是因为Ni/介孔碳-介孔C〇304电极 与固载氯过氧化物酶可协同增加? 0H的产量。
[0194]表 5
[0196] 通过表5中的数据可以看出:Ni/介孔碳-介孔C〇304电极处理有机胺废水的效果 明显好于传统的活性碳/Ni电极,如从表5中可以看出CODcr去除率从72. 6%提高至88. 5%, B0D5/C0Dcr比值从0. 18提高至0. 21,表明介孔碳阴极明显提高了过氧化氢的产量,尤其是 高活性羟基自由基的产量(如图4),这是由于介孔C〇304的加入有效地将过氧化氢转化为高 活性的羟基自由基,提高了过氧化氢的利用率。
[0197] 另外,经过介孔碳固载的氯过氧化物酶处理有机胺废水的效果明显好于游离氯过 氧化物酶,CODcr去除率从80. 0%提高至87. 4%,B0D5/C0Dcr比值从0. 20提高至0. 22。
[0198] 而采用本发明的方法如实施例4制备的Ni/介孔碳-介孔C〇304_氯过氧化物酶 复合阴极处理有机胺废水的效果最好,如从表5中可以看出CODcr去除率和B0D5/C0Dcr 比值均高于Ni/介孔碳-介孔C〇304电极和介孔碳固载氯过氧化物酶的处理效果,且处 理后CODcr和B0D5分别降至58mg/L和18mg/L,达到了城镇污水处理厂污染物排
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