碳基复合材料用作电芬顿阴极处理垃圾渗滤液的效果研究

作     者：魏一恺 杨俊 武梦杰 周欣然 游自强 王趁义 WEI Yikai;YANG Jun;WU Mengjie;ZHOU Xinran;YOU Ziqiang;WANG Chenyi

作者机构：浙江万里学院生物与环境学院浙江宁波315100 

出 版 物：《环境污染与防治》 (Environmental Pollution & Control)

年 卷 期：2025年第47卷第1期

页      面：42-48,58页

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.21207036) 浙江省基础公益研究计划项目(No.LGF21E080014) 浙江省一流学科“生物工程”研究生创新项目(No.CX2022016、No.CX2022021、No.CX2022013) 浙江省大学生科技创新活动计划暨新苗人才计划项目(No.2022R420B020、No.2023R419006) 

主　　题：电芬顿 碳基复合阴极 制备与表征 垃圾渗滤液 响应面法 

摘      要：针对目前电芬顿复合电极原料昂贵及制备工艺复杂等问题,以活性炭和Fe_(3)O_(4)为基础原料,以钛网、不锈钢网、铁网为导电基底制备3种碳基复合阴极材料(CEM),分别记为TBT、SSBT、IBT。通过单因素试验筛选CEM的最佳制备条件,选取性能最优的CEM用于电芬顿处理垃圾渗滤液,用响应面法得到电芬顿处理的初始pH、外接电压、Fe^(2+)投加量与COD去除率之间的二次多项式模型,优化电芬顿的运行条件。结果表明:3种CEM材料中SSBT的性能最优,其最佳制备条件为黏结剂(Na_(2)SiO_(3)·9H_(2)O)∶基础原料的质量比为4∶10,基础原料中Fe_(3)O_(4)的掺杂量为2%(质量分数),煅烧温度为600℃;SSBT用于电芬顿处理垃圾渗滤液的最佳运行条件为初始pH 2.6,外接电压10.08 V,Fe^(2+)投加量0.47 mmol/L,在此条件下COD的去除率的实测值与预测值分别为86.10%和86.41%,平均绝对误差为0.36%,说明模型模拟结果符合实际;SSBT表面三维结构丰富,Fe_(3)O_(4)在材料中稳定负载,经15次重复性测试,SSBT的COD去除率仅下降7.81百分点,表明其具有良好的稳定性。研究结果可为电芬顿CEM材料的设计和运行条件的优化提供参考。