電極材料在電解法處理廢水中的作用：電極材料的作用

電極材料不同，降解反應機理不同

有機物在金屬氧化物陽極上的氧化反應機理和產物選擇性與金屬氧化物的種類及價態有關。在金屬氧化物MO_x陽極上產生的較高價金屬氧化物MO_x+1，有利于有機物的選擇性氧化，生成含氧化合物；在MO_x陽極上生成的自由基MO_x (·OH)有利于有機物氧化燃燒生成Co₂。酚在Sno₂陽極上氧化的反應產物有芳香化合物、脂肪酸和Co₂，而在Sno₂陽極上生成的Co₂明顯增多。這是因為Sno₂陽極的電極電位大于Sno₂陽極的電極電位。試驗表明，在Iro₂陽極表面的羥基自由基濃度幾乎為零，而在Sno₂陽極表面則有羥基自由基集聚，所以表面羥基自由基有助于酚的完全氧化。

根據不同電極材料處理有機污染物的研究結果可知，Pt、Ti／Ir0₂、Ti／Ru0₂等陽極材料傾向于電化學轉化過程，即以各類脂肪酸為最終產物，且伴隨較低的電流效率；而若以Ti／Sn0₂、Ti／Pb0₂等為陽極材料，則可進行電化學燃燒過程，有機物可被徹底氧化，電流效率也較高。

電極材料不同，降解反應效果不同

    有機物電化學氧化的難易程度可用電化學可氧化指數(EOI)評價，其值越大表示越易氧化。EOI同時反映了電解期間所能達到的平均電流效率。另一個評價指標是電化學耗氧量(EOD)，指的是使每克有機物電化學氧化所需的電量相當于電解時所能產生的氧氣克數。EOD可由式(14)計算而得。

EOD=mo₂／m_org=(It／4F)(EOI)(32／m_org)  (14)其中I和t分別為電解電流和時間(此時瞬時電流效率為零)，m_org是有機物轉化的質量，F是法拉第常數。

Sn0₂之類的金屬氧化物電極的一個優點是析氧過電位高，故極適合用作陽極處理污染物。例如，采用噴霧水解法，在Ti基陽極表面的Sn0₂膜層中摻入Sb，得到析氧過電位很高的陽極材料，它能有效氧化分解多種有機物，其平均氧化效率(即有關的EOl值)較Pt陽極或鍍Pt鈦陽極高很多倍。用Pt陽極氧化苯酚時， EOI值為0．10，轉化率為40％，而用Sn0₂陽極時，EOI值為0．25，轉化率高達90％；用Sn0₂時，總有機碳(TOC)去除率達90％，而用Pt時僅38％。其原因是脂肪酸中間體在Sn0₂陽極上能迅速氧化分解，但在Pt陽極上呈現惰性。

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