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D0I:10.13374/1.issnl00103.2008.04.038 第30卷第4期 北京科技大学学报 Vol.30 No.4 2008年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr,2008 贵金属氧化物涂层电极催化降解苯胺 史艳华)孟惠民12)俞宏英)孙冬柏)王旭东) 1)北京科技大学腐蚀与防护中心，北京1000832)北京市腐蚀、磨蚀与表面技术重点实验室，北京100083 摘要采用贵金属氧化物涂层电极对不同体系苯胺溶液进行了电化学催化氧化研究·结果表明：中性与碱性体系的降解过 程类似，按苯胺一苯醒一马来酸的过程氧化降解，但由于碱性体系易于析氧而降低了降解效率：酸性体系生成聚苯胺物质增 加了降解难度，降解效率最低·分析表明，苯胺在电化学催化氧化时最易形成对位和间位中间产物，而其对位和间位中间产物 又难于降解，这是苯胺难于降解的根本原因，提出了在电解苯胺溶液过程中增加物理过滤步骤的新工艺·该工艺不仅能够有 效地降解苯胺，化学需氧量(C0Dc)去除率达到82%，且提高降解速度，降低能耗· 关键词苯胺降解：贵金属氧化物：涂层电极：电催化；降解工艺 分类号TB39;0621.25+9.2 Aniline degradation by electrocatalytic method on a noble metallic oxide coating electrode SHI Yanhua),MENG Huimin2).YU Hongying),SUN Dongbai,WANG Xudong2) 1)Corrosion and Protection Center,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China 2)Beijing Key Laboratory for Corrosion.Erosion and Surface Technology Beijing 100083.China ABSTRACI Electrochemical oxidation reactions of aniline in different systems were studied on a noble metallic oxide coating elec- trode.The results indicated that the degradation processes of aniline in neutral and alkaline solutions were similar,both with the ap- pearance of the intermediates of benzoquinone and tartaric acid in successive,however,the degradation efficiency decreased in alkaline solution due to oxygen evolution.In an acidity system the difficulty of degradation increased because polyaniline appeared.and the degradation efficiency was the lowest.Para and meta intermediates.which were difficult to be degraded.formed during the electro- chemical oxidation process and this was the major reason for the difficult degradation of aniline.A new technique was proposed to re- move more intermediates of aniline,and the results indicated that this technique could not only effectively degrade waste water with aniline for the removal of chemical oxygen demand(CODc)up to 82%,but also increased electric current efficiency and reduced en- ergy consumption KEY WORDS degradation of aniline:noble metallic oxide:coating electrode:electrocatalytic activity:degradation technique 苯胺及其衍生物是焦化废水和印染废水的典型 效率低下，采用PhO2阳极隔膜固定床电解槽，电解 成分，由于这类物质多是剧毒、致癌物质，生化法难 5h的电流效率仅为9%山，而且在电解过程中会发 以降解，排放量又大，一直以来在这类废水的处理上 生铅的溶解造成二次污染， 存在着较大的技术难度，采用电解催化氧化的方法 钛基贵金属氧化物涂层电极一DSA(dimen- 降解含苯胺废水的研究尚处于实验阶段，对其降解 sionally stable anode)电极自开发以来，以其绝对的 机理和规律的研究尚无定论，目前使用较多的是铅 性能优势在氯碱、电镀等工业得到广泛应用，近年 及铅合金阳极，这类阳极虽然能够降解苯胺，但降解 的研究表明：贵金属氧化物涂层电极在工业废水处 理方面具有很大的潜力，越来越受到人们的重视， 收稿日期：2007-03-12修回日期：2007-04-10 特别是第3类元素掺杂的铱系贵金属氧化物涂层电 基金项目：北京教委产学研合作资助项目(N。-CXY100080406) 极，具有较高的析氧过电位，较好的导电性能及较长 作者简介：史艳华(1971一)，女，博士研究生：孟惠民(1964一)，男， 的使用寿命，电解过程中不会发生溶解，作为“绿色 教授，博士，E-mail:menghm l6@126.com 环保材料”，成为电解法处理废水首选的电极2-可.贵金属氧化物涂层电极催化降解苯胺 史艳华1） 孟惠民12） 俞宏英12） 孙冬柏2） 王旭东2） 1） 北京科技大学腐蚀与防护中心北京100083 2） 北京市腐蚀、磨蚀与表面技术重点实验室北京100083 摘 要 采用贵金属氧化物涂层电极对不同体系苯胺溶液进行了电化学催化氧化研究．结果表明：中性与碱性体系的降解过 程类似按苯胺—苯醌—马来酸的过程氧化降解但由于碱性体系易于析氧而降低了降解效率；酸性体系生成聚苯胺物质增 加了降解难度降解效率最低．分析表明苯胺在电化学催化氧化时最易形成对位和间位中间产物而其对位和间位中间产物 又难于降解这是苯胺难于降解的根本原因．提出了在电解苯胺溶液过程中增加物理过滤步骤的新工艺．该工艺不仅能够有 效地降解苯胺化学需氧量（CODCr）去除率达到82％且提高降解速度降低能耗． 关键词 苯胺降解；贵金属氧化物；涂层电极；电催化；降解工艺 分类号 TB39；O621∙25＋9∙2 Aniline degradation by electrocatalytic method on a noble metallic oxide coating electrode SHI Y anhua 1）MENG Huimin 12）Y U Hongying 12）SUN Dongbai 2）W A NG Xudong 2） 1） Corrosion and Protection CenterUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China 2） Beijing Key Laboratory for CorrosionErosion and Surface TechnologyBeijing100083China ABSTRACT Electrochemical oxidation reactions of aniline in different systems were studied on a noble metallic oxide coating electrode．T he results indicated that the degradation processes of aniline in neutral and alkaline solutions were similarboth with the appearance of the intermediates of benzoquinone and tartaric acid in successivehoweverthe degradation efficiency decreased in alkaline solution due to oxygen evolution．In an acidity system the difficulty of degradation increased because polyaniline appearedand the degradation efficiency was the lowest．Para and meta intermediateswhich were difficult to be degradedformed during the electrochemical oxidation process and this was the major reason for the difficult degradation of aniline．A new technique was proposed to remove more intermediates of anilineand the results indicated that this technique could not only effectively degrade waste water with aniline for the removal of chemical oxygen demand （CODCr） up to82％but also increased electric current efficiency and reduced energy consumption． KEY WORDS degradation of aniline；noble metallic oxide；coating electrode；electrocatalytic activity；degradation technique 收稿日期：2007-03-12 修回日期：2007-04-10 基金项目：北京教委产学研合作资助项目（No．CXY100080406） 作者简介：史艳华（1971—）女博士研究生；孟惠民（1964—）男 教授博士E-mail：menghm16＠126．com 苯胺及其衍生物是焦化废水和印染废水的典型 成分由于这类物质多是剧毒、致癌物质生化法难 以降解排放量又大一直以来在这类废水的处理上 存在着较大的技术难度．采用电解催化氧化的方法 降解含苯胺废水的研究尚处于实验阶段对其降解 机理和规律的研究尚无定论．目前使用较多的是铅 及铅合金阳极这类阳极虽然能够降解苯胺但降解 效率低下采用 PbO2 阳极隔膜固定床电解槽电解 5h 的电流效率仅为9％［1］而且在电解过程中会发 生铅的溶解造成二次污染． 钛基贵金属氧化物涂层电极———DSA（dimensionally stable anode）电极自开发以来以其绝对的 性能优势在氯碱、电镀等工业得到广泛应用．近年 的研究表明：贵金属氧化物涂层电极在工业废水处 理方面具有很大的潜力越来越受到人们的重视． 特别是第3类元素掺杂的铱系贵金属氧化物涂层电 极具有较高的析氧过电位较好的导电性能及较长 的使用寿命电解过程中不会发生溶解作为“绿色 环保材料”成为电解法处理废水首选的电极［2—5］． 第30卷 第4期 2008年 4月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．4 Apr．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．04．038