基本介紹
- 中文名：苯氧根離子
- 外文名：Phenoxygen ion
- 電荷：負電荷
- 氧化：失去電子形成苯氧自由基
- 條件：酸性條件
- 特性：隨pH增加，生成的苯氧自由基降低
電化學氧化法,苯酚的電化學氧化,苯酚電化學氧化降解反應特性,苯酚在兩種電極上的電氧化反應特性比較,濃度對苯酚電氧化降解反應的影響,
電化學氧化法
電化學氧化法是利用電化學反應器中的電極反應直接降解有機物，或是通過電極反應產生羥基自由基、臭氧等有強氧化性的中間物來降解有機物的一種方法。電化學氧化技術主要有如下特點：電子轉移只在電極及廢水組份間進行，不需另外添加氧化還原劑，由此避免了由另外添加藥劑而引起的二次污染問題通過改變外加電流、電壓；可以隨時調節反應條件；可控制性較強過程中可能產生的自由基無選擇地直接與廢水中的有機污染物反應，將其降解為二氧化碳、水和簡單有機物，沒有或很少產生二次污染；能量效率高；反應條件溫和。
電化學過程一般在常溫常壓下就可進行，反應器設備及其操作一般比較簡單，如果設計合理，費用並不昂貴當排污規模較小時，可進行就地處理。當廢水中含有金屬離子時，陰、陽極可同時起作用。陰極還原金屬離子，陽極氧化有機物，以使處理效率儘可能提高。同時回收再利用有價值的化學品或金屬，從而避免二次污染。既可以作為單獨處理，又可以與其他處理相結合。如作為前處理，可以提高廢水的可生物降解性。作為一種清潔工藝，其設備占地面積小，特別適合於人口擁擠的城市中污水的處理，被稱為“環境友好型處理技術”。
苯酚的電化學氧化
苯酚的化學氧化的第一步是帶負電荷的苯氧根離子失去電子形成苯氧自由基。在酸性條件下，有利於苯氧根離子失去電子，而具有較大的催化氧化電流；隨著pH的增加，生成的苯氧自由基的濃度逐漸降低，因而催化氧化峰電流降低。由於苯酚顯微弱的酸性，當pH值超過7以後，苯氧根離子的形成更有利，所以在pH7.5時催化峰電流有明顯增大。但溶液中的OH-不利於苯氧自由基的生成，所以當pH達到8時，苯氧自由基的濃度迅速降低，催化氧化峰電流迅速降低。
苯酚的氧化峰電位與pH呈線性關係，回歸方程為E(V)=-0.08338pH+1.243，線性相關係數R=0.9995。苯酚的氧化峰電位均在鉑的氧化平台形成以後產生的，這是由於苯酚的氧化是在鉑氧化物表面而不是在鉑的表面。而隨著pH的增大，鉑的氧化平台電位逐漸減小。
苯酚電化學氧化降解反應特性
採用準穩態極化法、循環伏安法等測試手段，對苯酚在Pt和PbO2電極上的電氧化降解行為及催化活性進行了研究，並考察了各種因素對電極反應的影響。
苯酚在兩種電極上的電氧化反應特性比較
Pt電極在析氧反應前有明顯的氧化峰，且峰電位隨掃描速度增加向正方向移動，如當掃描速率從1mv/s增大到50mv/s時，電極上的氧化峰電位從0.8V正移至0.95V，表明苯酚在電極上的電氧化反應可逆性較小。
對於PbO2電極，掃描速度為50mv/s和25mv/s時，在0.9V電位處有極小的氧化峰電流。但掃描速度在5mv/s和10mv/s時並沒有出現相應的氧化峰，由此可以認為在析氧反應發生前，PbO2電極上幾乎沒有氧化反應發生，即使有反應發生，氧化電流也非常弱。可以推斷，苯酚在心電極上的氧化主要集中在析氧反應區進行。
濃度對苯酚電氧化降解反應的影響
苯酚在PbO2電極上的析氧電位隨苯酚濃度的增加而增加，如苯酚濃度從0g/L提高到1g/L時，析氧電位增加了約150mv，這可能與苯酚在電極表面吸附有關。在相同的掃描速率下，Pt電極上的氧化峰電流隨苯酚濃度的增加而增加，但兩者之間並不呈線性關係。同時，析氧電位也隨濃度的增加而增加，說明苯酚濃度較高時，Pt電極上的電氧化聚合反應較容易發生。
