电流密度对BDD电极电化学矿化吲哚的影响与机制

• 作者: 倪晋仁 张佳维 王婷 蒋欢 郑彤
• 来源期刊: 环境科学
• 学科: 地球科学
• 关键词: 掺硼金刚石膜电极 吲哚 矿化 气体逸出 碳守恒 氮形态
• 年，卷（期）: 2017,（9）
• 页码范围: 3755-3761
• 页数: 7页
• 分类号: X703.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.13227/j.hjkx.201702028

摘要

掺硼金刚石膜(BDD)电极电化学氧化法是去除难降解有机污染物的有效手段.与总有机碳(TOC)等的测定相比,气态中间产物的逸出量能够更直观有效地反映有机物的矿化程度与去除效果.本研究以吲哚为代表性污染物,通过对比不同电流密度(10、20和30 mA·cm-2)下BDD电极对吲哚的去除率与矿化率,结合降解过程中碳和氮形态的变化与守恒情况,分析吲哚的降解机制.结果表明,BDD电极对吲哚有良好的去除效果,电流密度为10、20、30 mA·cm-2时,吲哚达到100%去除的时间分别为8、5和4 h;TOC去除率、CO2产生量均随电流密度的增加而增大,证明矿化率与电流密度成正相关;电解产生的CO2气体与TOC、 无机碳(TIC)构成了碳守恒体系.4~5 h时,体系TOC、TON和CO2产生量均没有变化,表明电解产生的靛红具有较高的稳定性,此时为中间产物积累阶段;XPS表征进一步证实了中间产物靛红、 苯醌等在电极表面的吸附,随着电解时间的延长,这些吸附的中间产物可进一步被降解.本研究从气态产物检测及碳氮形态分析与守恒的角度阐释吲哚矿化过程,对于辅助揭示有机物的电解过程有重要意义.