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電催化反應(yīng)器

水和能源是制約當(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展的2個重要問題，如何改進(jìn)電催化反應(yīng)器，在解決水污染的同時從廢水中提取能源物質(zhì)，是學(xué)者們一直努力的方向。

根據(jù)粒子材料填充的方式，反應(yīng)器分為固定床和流動床。傳統(tǒng)的電催化反應(yīng)裝置為固定床反應(yīng)器模式，在多相催化反應(yīng)過程中，其傳質(zhì)能力差。有研究表明，將傳質(zhì)限制降到最低并增加電活性表面積的最有效方法是在流動態(tài)反應(yīng)器中使用多孔電極，將電化學(xué)氧化技術(shù)與分離技術(shù)相結(jié)合。

P. Gayen等將摻鉍氧化錫沉積在電化學(xué)反應(yīng)膜上，多孔的電化學(xué)膜充當(dāng)過濾器的同時，提高了·OH的產(chǎn)生率，加強(qiáng)了對污染物的進(jìn)一步礦化。在流動態(tài)中增加極板數(shù)也可以增加傳質(zhì)效果，提高電流效率。

Hongsen Hui等將傳統(tǒng)的3對平行電極板與直流電源并聯(lián)，組成3階段式反應(yīng)器。用其處理垃圾滲濾液，垃圾滲濾液從3段式反應(yīng)器底部通過水泵透過每一層膜，并在反應(yīng)器頂部降解完全。

按粒子極性分為單極性和復(fù)極性。單極性粒子阻抗小，中間有隔膜，復(fù)極性粒子阻抗大，直接填充在二維極板之間。李新洋在采用復(fù)極性三維電極電催化降解檸檬酸廢水的中試研究中，以GAC-Ti-Sn-Sb為粒子，經(jīng)過連續(xù)13 d現(xiàn)場處理，COD去除率穩(wěn)定達(dá)到70%。

根據(jù)不同的污染物產(chǎn)生不同的反應(yīng)，可采用不同的反應(yīng)裝置。郝帥在采用電催化氧化處理制藥廢水的研究中，改變了極板傳統(tǒng)的左右安裝方式，采用陽極在下，陰極在上的結(jié)構(gòu)，陽極產(chǎn)生的O₂流動到陰極生成H₂O₂，增強(qiáng)了體系氧化污染物的能力。Yang Deng等設(shè)計(jì)了多臺電解槽一體化電化學(xué)組合系統(tǒng)，包括鐵陽極反應(yīng)器、Ti/RuO₂陽極反應(yīng)器、脫氯反應(yīng)器，該系統(tǒng)在去除廢水COD、TN的同時，還可以脫氯。

從降解廢水中污染物，同時提取能源物質(zhì)的角度出發(fā)，Jianping Zou等進(jìn)行了電催化耦合高級氧化降解有機(jī)污染物及同步電催化二氧化碳還原的研究，其將陰陽兩極用特定的膜隔開，成為陰極室、陽極室，陽極產(chǎn)生的氣體通過管道輸送到陰極還原，實(shí)現(xiàn)了廢水轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w燃料，變廢為寶的目的。