BDD, PbO2, Sb-легированные SnO2, RuO2 и IrO2 аноды для электрохимического окисления органических загрязнителей

Процессы электрохимического окисления используются для очистки различных сточных вод, поскольку они производят высокоактивные гидроксильные радикалы (•OH), которые перспективны для удаления анионов, токсичных металлов, фармацевтических препаратов, хрома, мышьяка, органических загрязнителей и биоогнеупорных сточных вод. Различные электродные материалы, включая BDD, PbO2, Pt, Ti/IrO2, стеклоуглерод, SnO2-Sb и графит, были исследованы для электрохимического окисления органических загрязнителей. Некоторые аноды способствуют селективному окислению или превращению органики в различные метаболиты, в то время как другие могут обеспечить полное разложение органики до CO2 и H2O. Электрод из алмаза, легированного бором (BDD), имеет большое окно электроактивности с высоким избыточным потенциалом для выделения O2. Это позволяет производить большое количество гидроксильных радикалов путем выброса воды на поверхность BDD. Установлено, что электроды БДД являются перспективными электрокаталитическими материалами с усиленной минерализацией тугоплавкой органики. Основным препятствием для широкомасштабного применения электродов BDD является высокая стоимость подложки, на которую наносится пленка BDD (Nb, W, Ta) и ее низкая механическая прочность в случае Si подложки. Диоксид свинца (PbO2) с его высоким избыточным потенциалом кислорода является одним из наиболее часто используемых анодов DSA для удаления органических загрязнений. Однако применение PbO2 может привести к вторичному загрязнению воды из-за электрохимической коррозии. Было показано, что анод SnO2, легированный Sb, имеет относительно высокий OEP и превосходит по окислению органических соединений. Он экономически эффективен по сравнению с другими анодами MMO, что делает его более привлекательным для процесса электрохимического окисления. Загрязняющие вещества, такие как фенол и фенольные соединения, могут легко окисляться на аноде SnO2-Sb, способствуя полному окислению загрязняющих веществ до CO2 и H2O. Однако короткий срок службы электрода SnO2-Sb обусловлен слабой адгезией между подложкой Ti и SnO2. Известно, что RuO2 и IrO2 являются активными электрокатализаторами для выделения хлора, будучи RuO2 более активным, чем IrO2. IrO 2 является одним из самых дешевых анодов со стабильными размерами и демонстрирует низкий избыточный потенциал выделения хлора и кислорода. Добавление NaCl в качестве вспомогательного электролита повышает эффективность удаления, указывая на то, что электрохимическая обработка с использованием Ti/IrO2 и Ti/RuO 2 включает как прямое, так и косвенное окисление. Повышение эффективности удаления ХПК наблюдалось за счет окисления, опосредованного электрохимически образующимися окислителями в присутствии ионов хлора с использованием анода Ti/RuO 2 при очистке сточных вод. Процесс деградации включал в себя образование промежуточных продуктов с последующим дальнейшим окислением до СО2 и воды.