Co3O4-钛基纳米电极去除工业废水中硝酸盐的研究

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工业废水中过量的硝酸盐导致了严重的环境污染和人类健康问题,通过电化学还原法去除工业废水中的硝酸盐具有重要意义。采用阳极氧化和溶胶–凝胶法两步制备了Co3O4-钛基纳米电极(Co3O4-titanium-based nanoelectrode,Co3O4-TNE),进行了电化学还原硝酸盐性能研究。实验结果表明,Co3O4的负载有利于暴露更多的反应活性位点,Co3O4-TNE比TNE表现出更强的电化学活性和更高的NO3--N去除率。电流密度的增加有利于提高NO3--N去除率,Cl-浓度的增加有利于降低NH4+-N生成率而对NO3--N去除率几乎无影响。在NO3--N初始质量浓度为50 mg/L,电流密度为10 mA/cm2,Cl-初始质量浓度为750 mg/L的条件下,电解120 min后,NO3--N去除率为95.3%且体系中最终无NH4+-N生成。自由基清除实验表明,体系中原子H*的产生有利于硝酸盐的还原,通过电子转移引起的直接还原和原子H*引起的间接还原两种途径实现了硝酸盐的高效去除。Co3O4-TNE在5次循环实验后表现出良好的稳定性和极低的金属浸出量,在实际废水处理中具有应用潜力。
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