三维电极电催化氧化
栏目:行业动态 发布时间:2017-08-26

    三维电极电催化氧化是一种新型的高级氧化技术,具有操作条件温和、无二次污染、产生的·OH能将难降解有机污染物矿化等优点。与二维电极不同之处在于其主电极间堆有粒状或碎屑类材料构成填料床层并在外加电场作用下成为粒子电极(床层电极)。因而三维电极不仅大大增加了面积体积比,而且加快了物质传递并提高了反应速率。

     
    三维电极反应器有单极性和复极性之分。而复极性反应器床层填充高阻抗粒子,通过在主电极上施加外电压,以静电感应使粒子一端成为阴极,另一端为阳极的粒子电极,这样床层中可形成无数微小的电解池。因此,复极性三维电极反应器无隔膜、结构简单,操作方便。但当床层中如采用金属、活性炭、石墨等阻抗较小的材料作粒子电极时则必须加入绝缘粒子并按一定的体积比或质量比与粒子电极混合构成床层填料,以减少粒子电极间的短路电流,增加反应电流,提高床层填料中粒子电极的复极化率,从而提高电流效率。


    复极性三维电极反应器中大都选用石英砂、玻璃珠、塑料等材料作为绝缘粒子,并按一定的体积比或质量比与粒子电极混合后作为床层填料,但由于石英砂、玻璃珠、塑料等绝缘粒子的材质、密度、形状尺寸与粒子电极相差甚大,很难使之均匀分布在粒子电极中,不能有效减少短路电流,运行中产生电极材料与绝缘材料分层的现象,甚至导致绝缘失效,造成电流短路。


    为解决这一问题,人们尝试采用在活性炭粒子表面涂上一层乙酸纤维素膜作为绝缘粒子,降低短路电流,改善三维电极反应器的处理能力和处理效果。但是,乙酸纤维素溶于很多种常见溶剂,不但在苯胺、苯酚、二氯甲烷、四氯乙烷等溶剂中易溶解,还溶于一些混合溶剂(如丙酮与乙醇、一氯甲烷与乙醇)。乙酸纤维素的化学热稳定性、压密性较差,易降解,在酸或碱性条件下会发生水解;此外,乙酸纤维素薄膜与活性炭等载体结合不牢固,易于脱落,从而失去效果。因此,乙酸纤维素涂膜活性炭制备的绝缘粒子不仅使用寿命短,其应用范围也大大受到限制。对三维电极反应器而言,绝缘粒子表面涂膜材料的理化性能、力学性能、电性能、耐腐性能以及与载体结合程度等是影响三维电极反应器电催化氧化效果的关键因素。


    如何克服三维电极反应器床层填料存在的问题,提供一种绝缘效果好、耐腐蚀性强、使用寿命长、适用范围广的绝缘粒子一直是该领域亟待解决的问题之一。聚酰亚胺(PI)是新型的高分子材料,具有优异的耐高温、耐低温、耐磨损、耐辐射、耐腐蚀、高强高模、高抗蠕变、高尺寸稳定、低热膨胀系数、不溶不熔、高电绝缘等优异性能。PI是目前世界上性能最好的薄膜类绝缘材料之一,在电子、电器工业等领域得到广泛应用。