超聲電化學(xué)法

1、超聲電化學(xué)法 C X Y2016.01.07 CONTENTS聲化學(xué) 電化學(xué)超聲電化學(xué) 聲 化 學(xué) 超聲波降解原理超聲波降解原理 超聲波降解水體中的化學(xué)污染物，主要基于超聲空化效應(yīng)以及由此引發(fā)的一系列的物理和化學(xué)變化。 過程：當(dāng)一定頻率和聲強的超聲波幅照溶液時，存在于聲波負(fù)壓相中的微小氣泡(稱作空化核)就會迅速增大，而在相繼而來的聲波正壓相的作用下，空化氣泡又突然絕熱壓縮至崩潰破碎。 1900-5200K 500atm 109 K/s 高溫 大量的自由基、過氧化氫和超臨界水 高壓 強大的沖擊波或高于110m/s的微射流 電 化 學(xué) 電化學(xué)降解原理電化學(xué)降解原理 電極表面直接氧化： 有機物自溶液

2、內(nèi)部向電極表面擴散; 擴散至電極附近的有機物在電極表面吸附; 被吸附的有機物被電極和氧化降解; 降解產(chǎn)物自電極表面脫附，脫附產(chǎn)物向溶液內(nèi)部擴散。 電化學(xué)間接降解： 活性自由基生成； 有機物被活性自由基氧化； 氧化產(chǎn)物擴散。 超 聲 電 化 學(xué) 超聲電化學(xué)降解原理超聲電化學(xué)降解原理 超聲電化學(xué)反應(yīng)機理并非聲化學(xué)空化作用降解和電化學(xué)催化降解作用的簡單疊加，而是聲化學(xué)和電化學(xué)相互影響、相互促進和相互協(xié)同的作用。 具體分析： 由于聲波的傳遞和空化作用以及高速射流能對溶液產(chǎn)生類 似攪拌的作用，從而增強液相傳質(zhì)，同時對溶液的電導(dǎo)率也有一定影響，使得電極和周圍液體之間產(chǎn)生交變電位差。 超聲對電極可以產(chǎn)生去極

3、化和清洗作用，使電化學(xué)過程產(chǎn)生的氣泡快速逸出，從而防止氣泡吸附電極表面而使電極表面附近氫電位過高。 超 聲 電 化 學(xué) 超聲電化學(xué)另一重要相互作用表現(xiàn)為兩者之間對活性基團產(chǎn)生的相互促進作用，如由于電化學(xué)過程產(chǎn)生大量O2，有助于超聲過程中 O. 活性基團的產(chǎn)生，生成的 O. 又與電化學(xué)過程產(chǎn)生的H2 、O2 、HO2和H2O2發(fā)生反應(yīng)而生成HO.、H. 、 O.和HO2 。通過超聲電化學(xué)過程中聲化學(xué)和電化學(xué)相互疊加和相互影響的協(xié)同作用，使整個反應(yīng)過程產(chǎn)生的活性自由基濃度得到很大程度上的提高，而活性自由基是有機物在超聲電化學(xué)反應(yīng)過程被降解的主要因素。 超 聲 電 化 學(xué) 以降解剛果紅為例，比較單獨超聲波、單獨電化學(xué)和超聲 電化學(xué)的性能。 實驗結(jié)果表明： 超聲電化學(xué)降解效果最好，剛果紅脫色率最高為99.03%，CODCr去除率最高為97.51 % ； 單獨電化學(xué)降解效果次之，剛果紅脫色率最高為38.26%, CODCr去除率最高為45.95 % ； 單獨超聲波降解效果最差，剛果紅幾乎沒有脫色， CODCr去除率也很低，最高僅為25.38%。 超 聲 電 化 學(xué) 需要注意的問題： 實際應(yīng)用中的成本問題；