电化学去除水中橙黄Ⅱ的动力学研究

电化学去除水中橙黄Ⅱ的动力学研究摘要偶氮染料是工业废水中的常见污染物，因其结构复杂、毒性高且难降解，电化学氧化技术因为高效和环境友好的特点，已成为高级氧化工艺里备受关注的焦点，特别是在处理偶氮染料污染这个方面，本次研究把Ti₄O₇当作阳极材料来使用，系统地研究偶氮染料橙黄Ⅱ在电催化氧化体系当中的降解动力学特征，重点对电流强度、污染物初始浓度、溶液酸碱度、电解质种类以及水体有机质含量等关键参数对降解效能的作用机制进行分析。结果表明，采用Ti4O7作为阳极材料，在电化学氧化过程中，可以有效去除橙黄Ⅱ，随着电流密度从0mA/cm2到增加到20mA/cm2，120min内，去除率从51%增加到83%。不同电解质也是影响去除率的重要因素，NaNO3的平均去除率约为83.75%；Na2B4O7去除率最低，约为65.99%。对初始浓度和酸碱度在橙黄Ⅱ降解效率方面所起的作用进行了考察，数据显示当橙黄Ⅱ的初始浓度处于50-200μM这个区间的时候，4h内的去除率约为75%（相差不大）。初始浓度在5-50μM范围内，2h内都能将橙黄Ⅱ完全降解，去除率为100%。总的来说，本研究的结果为电化学氧化去除橙黄Ⅱ提供了理论依据。关键词：偶氮染料；电化学氧化技术；羟基自由基；Ti4O7STUDYONELECTROCHEMICALOXIDATIVEDEGRADATIONOFAZODYEORANGEIIABSTRACTAzodyesarecommonpollutantsinindustrialwastewater.Duetotheircomplexstructure,hightoxicity,anddifficultyindegradation,azodyesposesignificantchallengesforwastewatertreatment.Electrochemicaloxidationtechnology,withitshighefficiencyandenvironmentalfriendliness,hasbecomeafocalpointamongadvancedoxidationprocesses,especiallyinthetreatmentofazodyepollution.ThisstudyusesTi₄O₇astheanodetothoroughlyinvestigatethereactionkineticsoftheelectrochemicaloxidationdegradationprocessofthetypicalazodye,OrangeII,andfocusesonexaminingtheeffectsofkeyfactorssuchascurrentdensity,initialconcentration,pHvalue,electrolytetype,andorganicmatterinwastewateronthedegradationefficiency.TheresultsshowthatusingTi₄O₇astheanodematerialintheelectrochemicaloxidationprocesscaneffectivelyremoveOrangeII.Asthecurrentdensityincreasesfrom0mA/cm²to20mA/cm²,theremovalraterisesfrom51%to83%within120minutes.Differentelectrolytesalsoplayanimportantroleintheremovalrate.TheaverageremovalratewithNaNO₃isapproximately83.75%,whilethelowestremovalrateisachievedwithNa₂B₄O₇,ataround65.99%.ThestudyalsoinvestigatestherolesofinitialconcentrationandpHinthedegradationefficiencyofOrangeII.ThedataindicatethatwhentheinitialconcentrationofOrangeIIisintherangeof50-200μM,theremovalrateisabout75%within4hours(withlittlevariation).Whentheinitialconcentrationisbetween5-50μM,completedegradationofOrangeIIcanbeachievedwithin2hours,witharemovalrateof100%.Overall,theresultsofthisstudyprovideatheoreticalbasisfortheelectrochemicaloxidationremovalofOrangeII.Keywords:azodyes;electrochemicaloxidationechnology;hydroxylradicals;Ti4O7目录TOC\o"1-5"\u中文摘要 2英文摘要 31.偶氮染料 71.1背景 71.2.染料废水污染现状 71.3染料废水处理方法 81.3.1物理方法 沉淀法 吸附法 萃取法 91.3.2化学方法 电化学法 混凝法 氧化法 111.3.3生物法 好氧生物处理法 厌氧生物处理法 111.4电化学高级氧化法机理 122.材料与方法 122.1实验仪器与试剂 122.2实验过程 132.2.1试剂的配制 132.2.2实验设计 13（1）电流密度的影响 13（2）初始浓度的影响 14（3）pH值的影响 14（4）电解质的影响 14（5）污水有机质的影响 142.2.3绘制橙黄Ⅱ浓度标准曲线 153.结果与讨论 163.1电流密度对橙黄Ⅱ降解的影响 163.2不同初始浓度对橙黄Ⅱ降解的影响 183.3不同电解质对橙黄Ⅱ降解的影响 193.4不同pH值对橙黄Ⅱ降解的影响 203.5污水有机质对不同浓度橙黄Ⅱ降解的影响 224.结论 23参考文献 24致谢 26偶氮染料1.1背景染料在人类文明进程中扮演着不可或缺的角色。远古时期，人们就懂得从天然资源中获取色彩，如从茜草提取红色染料，用蓝草制取蓝色染料，这些天然染料为生活增添色彩的同时，也反映了当时的工艺水平。工业革命后，化学合成染料登上历史舞台，极大改变了染料行业格局。合成染料以其丰富的色彩种类、稳定的染色性能和大规模生产的优势，迅速取代天然染料，广泛应用于纺织、皮革、塑料等行业。在合成染料家族中，偶氮染料占据重要地位。它以偶氮键为标志性结构，通过调整分子结构中的取代基，能够创造出令人眼花缭乱的色彩，从艳丽的大红到深邃的藏青，满足了不同领域对色彩的严苛要求。因其制备工艺相对简单，成本易于控制，在现代染料市场中占据了相当大的份额。但偶氮染料的广泛使用也带来了一系列问题，尤其是在废水处理方面，其结构稳定，使得降解难度增大，排放的废水对生态环境造成严重威胁，亟待高效的处理技术来解决这一难题。1.2.染料废水污染现状色泽会给物质赋予可以看见的属性，这类物质能单独或通过特定化学反应为棉花、亚麻、丝绸、羊毛、粘胶纤维、尼龙、维尼纶等多样纺织材料染上颜色，按照染料分子结构特征和应用方式存在的不同情况，能够把它系统地分类成直接型、活性型、硫化型、分散型、酸性型以及碱性型等主要类别。按化学结构偶氮染料、蒽醌染料、三芳香基甲烷染料、酞菁染料、靛族染料等[1]。偶氮染料指的是一类含有偶氮键也就是-N=N-的有机化合物，在这类化合物里偶氮键两侧连接着芳基，而芳基上还能进一步被苯基或者萘基所取代，并且还带有像氨基、氯、甲基、硝基、羟基这样的官能团，由于此类化合物形成的共轭结构能够吸收可见光，所以它是作为染料的发色中心而存在的，就像OⅡ这种化学式为C16H11N2NaO4S的化合物一样。图1-1OⅡ结构式其生产成本较低，生产工艺先进且不易褪色，因此广泛应用于纺织行业的染色工艺中[2]。随着我国纺织行业的发展，有机染料废水特别是偶氮染料废水，在地表水样品中检测出具有高浓度、高毒性、可生化性差等特点，甚至具有致畸、致癌和致突变性[3]。偶氮染料废水引起的污染问题越来越严重，必须要进行无害化处理[4]。如今，对废水中偶氮染料污染物的有效处理和脱毒已成为研究者的研究重点之一[5]。1.3染料废水处理方法1.3.1物理方法沉淀法沉淀技术是按照悬浮颗粒和水体之间密度差的原理，依靠重力作用达成物质的分层与分离，该方法能够根据颗粒浓度以及其絮凝性能的不同情况，划分成为四个类别：（1）自由沉降：在沉积阶段的时候各颗粒保持独立状态，各自去完成相应的沉降动作。颗粒只受到本身在水中的重力和水流阻力的作用，其形状、尺寸、质量均不改变，下降速度也不改变[6]。（2）混凝沉淀：在混凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚为具有可分离性的絮凝体，然后采用重力沉降予以分离去除[7]。混凝沉淀的特点主要体现为悬浮颗粒会在沉降阶段通过彼此碰撞逐步凝聚成更大的絮状物。沉降深度越大则颗粒的尺寸和重量都会逐渐增大，这使得它们在液体中的下沉速度明显加快。（3）区域沉降（又称成层沉降）：当废水中悬浮物含量较高时，颗粒间的距离较小，其间的聚合力能使其集合成为一个整体，并一同下沉，而颗粒相互间的位置不发生变动，因此澄清水和混水间有一明显的分界面，逐渐向下移动，此类沉降称为区域沉降[8]。（4）压缩沉淀：当悬浮物浓度处于高位时，颗粒之间由于彼此接触形成的挤压作用叠加来自上层颗粒的重力影响，导致下层颗粒间隙中的水分逐步流失，进而推动整个颗粒群结构趋向紧密。压缩沉淀发生在沉淀池底部的污泥斗或污泥浓缩池中，进行得很缓慢[9]。在废水处理中，沉淀法因其运行成本较低且稳定性较高的特点，在工程应用中表现出良好的处理效能，可有效实现密度高于水体的悬浮颗粒的分离，同时该工艺的固液分离过程通常无需额外能量输入；然而，传统沉淀池在空间利用方面存在明显不足，往往需要较大的场地面积。吸附法吸附法是利用吸附剂表面的多孔特性来吸附水中的溶解性污染物或有机污染物，使污染物得到去除，从而净化水质[10]。活性炭作为一种性能卓越的吸附材料，在废水处理领域展现出强大的应用潜力，可以高效清除废水中的剧毒物质，还具备脱色、除臭等功能，在污水深度处理领域，吸附技术得到广泛应用，主要分为静态吸附和动态吸附两大类，分别适用于污水处于静止状态和流动状态时的处理过程。常用的吸附设备有固定床、移动床和流动床等[11]。废水处理领域广泛采用的吸附材料主要包括活性炭、磺化煤、木炭、焦炭、硅藻土以及吸附树脂等，其中尤以活性炭和吸附树脂的应用最为广泛。这类吸附材料普遍具有疏松多孔的结构特征，展现出极大的比表面积。从吸附机理来看，其作用力主要包含范德华力（分子间作用力）、化学键合作用以及静电引力三种类型。在实际水处理过程中，吸附现象通常是这三种作用力协同作用产生的综合效应[12]。吸附技术在废水处理当中展现出优异净化效果，它的操作流程比较简便所以易于进行管理，并且整个工艺流程相对来说是十分简洁的，除此之外相关设备的安装和维护操作都很便捷，就连材料进行更换也可以说是一件容易的事，不过吸附材料大量使用让成本显著上升，这成为该技术应用方面的显著制约因素。萃取法萃取法是一种基于液液相间传质过程的污水处理技术，其核心原理是通过引入与水互不混溶且密度较低的有机溶剂，借助溶质在两相中的溶解度差异实现污染物分离。随后利用溶质和溶剂之间的沸点差异，通过蒸馏方式把溶质进行回收处理，提纯之后的溶剂还能够再次投入使用，在这个过程当中被使用的溶剂叫做萃取剂，而提取出来的物质则被称作是萃取物。萃取是一种液-液相间的传质过程，是利用污染物（溶质）在水与有机溶剂两相中的溶解度不同进行分离的[13]。在进行萃取工艺优化的时候，萃取剂的选择要重点考察它对目标污染物也就是被萃取物的选择性溶解特性，通常来说，萃取剂的溶解性能越强那萃取效率就会越高，萃取剂和水相之间的密度差异越大就越有利于后续的相分离过程。[14]。萃取法作为一种经济高效的废水处理技术，凭借药剂易得和操作简便等优势，在重金属废水治理领域占据主导地位，不过在实际应用时，由于受我国现有工业设施条件限制，该方法普遍存在劳动环境欠佳的问题，还会出现管道系统易结垢腐蚀现象，并且沉淀物体积庞大、固液分离困难等技术瓶颈也较为突出。1.3.2化学方法电化学法在电化学处理工艺中，含有离子导体的废液置于恒定电势场后，阴阳电极界面发生的氧化还原反应会促使污染物转化。阳极区域的电子转移机制使物质失去电子，与此同时阴极界面发生电子捕获反应，这种电势梯度引发的异相催化作用直接导致特定污染物降解。电解过程其实就是把电能转化成化学能的一种电化学反应，这种反应是在特制的电解装置也就是电解槽当中完成的，其中阴极是连接着电源负极而阳极连接电源正极，在整个电解过程里阳极作为电子受体起到氧化作用，阴极作为电子供体起到还原作用[15]，废水电解处理技术的核心机理是通过电极反应直接或间接转化污染物，以此来实现有害物质无害化或者降低其毒性。该方法具有操作简单、成本低、反应快等优点，但需要大量的电能才能实现。同时，电化学法还可以实现废水的资源化利用，如将废水中的有机物转化为氢气和氧气等能源[16]。混凝法通过向污水中添加混凝剂和助凝剂，使水中悬浮物、色度、重金属离子等有害物质在药剂的作用下聚集形成较大颗粒，然后通过沉淀或过滤的方式从水中分离出来[17]。处理对象包括各种类型的污水，如工业废水、生活污水等。混凝工艺因处理效果显著且能适应不同水质特征的污水，其操作简便性使得该技术被广泛应用于污水处理领域。不过这种方法需要添加特定化学药剂来分离污染物，容易造成二次污染的问题，而且处理时间也比较久。处理后的水中可能残留少量悬浮颗粒，必须配合更深入的净化步骤才能符合排放要求。氧化法采用强氧化剂对废水中的污染物进行氧化降解，是实现难生物处理有机毒害物质高效去除的重要技术手段。废水氧化处理技术主要分为Fenton氧化法、臭氧催化氧化法、\t"/item/%E5%BA%9F%E6%B0%B4%E6%B0%A7%E5%8C%96%E5%A4%84%E7%90%86%E6%B3%95/_blank"湿式氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法和超声氧化法等[18]。采用氧化处理技术能展现出高效能的去除性能，它的稳定性和可靠性都值得人们信赖，并且所需的设备结构是相对比较简朴的，维护操作做起来也比较简便，初期基础设施建设投资的金额较低。不过，在药剂的储存、运输、配置和投加过程里存在一定复杂性，而且在特定情况下运营成本可能会相对较高。1.3.3生物法好氧生物处理法以好氧条件下的生物降解技术为基础，借助好氧微生物的代谢过程，能有效把有机污染物转化成稳定形态，还可实现对其毒性的去除，废水处理过程中，微生物以有机污染物作为碳源和能量来源，通过多阶段的生物化学转化反应，逐步释放其中蕴含的化学能。在此代谢过程中，高能有机化合物被降解为低能无机产物，从而达到污染物无害化处理的目标，便于后续处置或自然回归。可分为\t"/item/%E5%A5%BD%E6%B0%A7%E6%B3%95/_blank"活性污泥法和\t"/item/%E5%A5%BD%E6%B0%A7%E6%B3%95/_blank"生物膜法[19]。好氧生物处理反应速度较快，废水停留时间较短，故处理构筑物容积较小，处理过程中散发的臭气较少，对能降解有机物分解完全等；但对难降解有机物去除率低、污泥量较厌氧处理多、运行费用较高等[20]。厌氧生物处理法在无氧的环境当中依靠转性厌氧微生物和兼性厌氧微生物的催化作用有机污染物被大量降解成甲烷等初级有机小分子以及无机物质从而实现污水的有效处理。高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵（或酸化）阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段[21]。厌氧微生物降解工艺有着有机污染物净化效率高优势、剩余污泥产量低好处以及能耗成本低优点，不过存在水力停留周期偏长问题、有机质矿化不彻底状况和恶臭气体排放量大局限。1.4电化学高级氧化法机理电化学高级氧化法（EAOP）具有氧化能力强、降解效率高、操作简单、反应温和等优点，已被应用于废水中难降解污染物的降解[22]。在电化学处理技术领域，阳极氧化法因其操作简便、效果显著而得到普遍采用。该技术的作用机制可划分为两种主要类型：污染物在电极表面直接发生电子转移的直接氧化过程，以及通过中间介质实现的间接氧化反应。间接氧化是指在电解反应过程中产生活性物质，作用于污染物[23]。AO反应机制会受到多重因素的影响，主要涉及到电极种类的具体情况、催化材料特性的相关表现、废水组成成分的具体状况、酸碱度条件的实际情形以及外加电流电压的参数设置。探索电化学处理的反应机理非常重要，它决定了反应的效率、反应的产物和反应的程度[24]。材料与方法2.1实验仪器与试剂表1实验仪器Table1Experimentalinstruments仪器名称规格型号生产厂家电热恒温鼓风干燥箱DHG-9101常州迈科诺仪器有限公司紫外可见分光光度计UV1800PC上海菁华科技仪器有限公司电子天平HC1004上海佑科仪器仪表有限公司超声波清洗机YW0101云逸超声（深圳）有限公司移液枪50-200μL100-1000μL上海精科雷磁仪器厂无油真空泵JL-10A上海靳澜仪器制造有限公司直流稳压电源SPS305深圳博瑞通信技术有限公司磁力搅拌器HS-12群安实验仪器有限公司表2实验材料及试剂Table2Experimentalreagents试剂名称化学式生产厂家Ti4O7电极自制无水硫酸钠Na2SO4上海阿拉丁生化科技有限公司橙黄ⅡC16H11N2NaO4S上海麦克林生化科技有限公司硝酸钠NaNO3上海麦克林生化科技有限公司四硼酸钠Na2B4O7上海麦克林生化科技有限公司磷酸氢二钠Na2HPO4上海麦克林生化科技有限公司注：本实验试剂配制过程中用水全为Milli-Q超纯水（Millipore，18.2MΩ·cm）。2.2实验过程2.2.1试剂的配制（1）橙黄Ⅱ母液准确地精确量取0.3503克的橙黄Ⅱ，把它放置于100毫升的容量瓶里面，使用超纯水将其进行稀释直至达到刻度，经过这样操作制备得到浓度为100mmol/L的橙黄Ⅱ储备溶液，随后将该储备溶液储存到冰箱当中。（2）不同初始浓度的橙黄Ⅱ溶液在研究不同初始浓度时，实验前需要配置相应浓度的溶液，分别用移液枪吸取0.25ml、0.50ml、1.00ml、1.5ml、2.00mL的橙黄Ⅱ溶液，将其分别放置在100ml的容量瓶中，并使用超纯水对其进行定容，由此得到其浓度为25μmol/L、50μmol/L、100μmol/L、150μmol/L、200μmol/L的橙黄Ⅱ溶液。2.2.2实验设计（1）电流密度的影响所有反应均在常温下进行，橙黄Ⅱ初始浓度为200μM，以硫酸钠作为电解质，浓度为100mM，研究电流密度分别为2.5、5.0、10.0、20.0、25.0、30.0mA/cm2时对染料降解的影响。实验装置如图2-1所示。开启电流装置开关以启动反应，并开始计时，每间隔20min，取样3mL至比色皿内，设置波长为535nm，用分光光度计来测定其吸光度，并计算去除率。每个样品平行测定2-3次，以保证标准偏差在15%内。（2）初始浓度的影响所有反应均在常温下进行，作为电解质的硫酸钠浓度为100mM，电流密度为10mA/cm2，研究橙黄Ⅱ初始浓度分别为25、50、100、150、200μM时对染料降解的影响。开启电流装置的开关即为启动反应，并开始计时。每间隔20min，取样3mL至比色皿内，设置波长为535nm，用分光光度计来测定其吸光度，并计算去除率。每个样品平行测定2-3次，以保证标准偏差在15%内。pH值的影响所有反应均在常温下进行，橙黄Ⅱ初始浓度为100μM，作为电解质的硫酸钠浓度为100mM，电流密度为10.0mA/cm2。研究将溶液的pH分别调节至3、7、11时对染料降解的影响。开启电流装置的开关即为启动反应，并开始计时。每间隔20min，取样3mL至比色皿内，设置波长为535nm，用分光光度计来测定其吸光度，并计算去除率。每个样品平行测定2-3次，以保证标准偏差在15%内。电解质的影响所有反应均在常温下进行，橙黄Ⅱ初始浓度为100μM，电流密度为10.0mA/cm2，研究电解质分别为Na2SO4、NaNO3、Na2B4O7、Na2HPO4，浓度都为100mmol/L的实验条件下，不同电解质对染料降解的影响。开启电流装置的开关即为启动反应，并开始计时。每间隔20min，取样3mL至比色皿内，设置波长为535nm，用分光光度计来测定其吸光度，并计算去除率。每个样品平行测定2-3次，以保证标准偏差在15%内。（5）污水有机质的影响所有反应均在常温下进行，用二级生化水代替超纯水为基质，当硫酸钠浓度为100mol/L时，取电流密度为10mA/cm2，橙黄Ⅱ初始浓度为5、10、25、50μmol/L的实验条件下，研究污水有机质对染料降解的影响。用移液枪分别将0.05、0.1、0.25、0.50mL橙黄Ⅱ取出后，先用抽滤后的二级生化水分别定容至100mL，然后用分光光度计测量吸光度，来计算橙黄Ⅱ的实际初始浓度。开启电流装置的开关即为启动反应，并开始计时。每间隔20min，取样3mL至比色皿内，设置波长为535nm，用分光光度计来测定其吸光度，并计算去除率。每个样品平行测定2-3次，以保证标准偏差在15%内。图2-1实验图片2.2.3绘制橙黄Ⅱ浓度标准曲线使用紫外分光光度计对橙黄Ⅱ进行定量分析。制备五种不同浓度分别为50、100、150、200、250μmol/L的橙黄Ⅱ标准溶液，在535nm波长处对其吸光度进行测定。绘制染料浓度与吸光度的关系曲线，如图2-2所示，在范围0-250μmol/L内，线性较好，R2大于0.999，通过软件线性拟合得到橙黄Ⅱ浓度的标准曲线为y=0.0038x-0.0082。图2-2橙黄Ⅱ的标准曲线以超纯水为基质的剩余染料浓度Ct=（A+0.0082）/0.0038染料脱色率η(%)为：η(%)=(C0－Ct)/C0×100%计算公式解释如下：η所表示的是橙黄Ⅱ降解效率，单位为%，C0代表的是反应前橙黄Ⅱ的含量，单位是μmol·L-1，At指的是t时刻反应体系中橙黄Ⅱ的剩余量，单位为μmol·L-1。3.结果与讨论3.1电流密度对橙黄Ⅱ降解的影响研究不同电流密度对橙黄Ⅱ染料降解的影响，在室温条件下，当橙黄Ⅱ初始浓度为200μM时，硫酸钠浓度为100mmol/L的实验条件下，取电流密度分别为2.5、5、10、20、25、30mA/cm2，6组实验分别在0min、20min、40min、60min、80min、100min、120min时取样并测定水样吸光度。不同时刻的浓度如图所示，电流密度为2.5-20mA/cm2时，去除率如图3-2所示，由50%升至80%左右，但当电流密度再增大为25mA/cm2和30mA/cm2时，去除率下降且基本不变，约为63.81%。电流密度越大，电流越大，越容易生成·0H等活性氧物质，提高了对橙黄Ⅱ的去除率;另外，提高电流会引起氧化副反应，使电流效率下降，使橙黄Ⅱ的脱除率下降。图3-1不同电流密度下反应OⅡ浓度变化图3-2不同电流密度下OⅡ去除率3.2不同初始浓度对橙黄Ⅱ降解的影响研究不同初始浓度对橙黄Ⅱ降解的影响，在室温条件下，当硫酸钠浓度为100mmol/L时，取电流密度为10mA/cm2，橙黄Ⅱ初始浓度分别为25、50、100、150、200μM的实验条件下，5组实验分别间隔20min取样并测定水样吸光度，至240min停止。结果表明，初始浓度在50-200μM范围内，4h内的去除率约为75%（相差不大），但低于25μM时，同样条件下去除率有所下降，约为68%，说明到达一定初始浓度后，电化学对橙黄Ⅱ的去除率反而会下降。图3-3不同初始浓度下反应OⅡ浓度变化图3-4不同初始浓度下OⅡ去除率3.3不同电解质对橙黄Ⅱ降解的影响不同电解质对橙黄Ⅱ降解效果不同，在室温条件下，当橙黄Ⅱ初始浓度为100μM时，取电流密度为10mA/cm2，电解质分别为Na2SO4、NaNO3、Na2B4O7、Na2HPO4，浓度都为100mmol/L的实验条件下，5组实验分别间隔20min取样并测定水样吸光度，至240min停止。NaNO3较不稳定，需要测量组取平均值。从图中可知，四种电解质中，NaNO3的平均去除率约为83.75%；Na2B4O7的去除效果是最不理想的，仅仅达到65.99%左右，Na2SO4和Na2HPO4的去除效率较为接近，均维持在74%上下。图3-5不同电解质下反应OⅡ浓度变化图3-6不同电解质条件下OⅡ去除率3.4不同pH值对橙黄Ⅱ降解的影响研究不同pH值对橙黄Ⅱ降解的影响，在室温条件下，当硫酸钠浓度为100mmol/L时，取电流密度为10mA/cm2，橙黄Ⅱ初始浓度为100μmol/L的实验条件下，分别调节三组溶液的pH值为3、7、11，3组实验分别间隔20min取样并测定水样吸光度，至240min停止。实验结果表明，初始浓度为100μM时，pH为3，7，11时，4h内的去除率约为74%，说明pH值对橙黄Ⅱ降解影响不大。图3-7不同pH下反应OⅡ浓度变化图3-8不同pH条件下OⅡ去除率3.5污水有机质对不同浓度橙黄Ⅱ降解的影响在实际的二级生化水中研究了有机质对橙黄Ⅱ的降解效果，在室温条件下，用二级生化水代替超纯水为基质，当硫酸钠浓度为100mol/L时，取电流密度为10mA/cm2，橙黄Ⅱ初始浓度为5、10、25、50μmol/L的实验条件下，4组实验分别间隔20min取样并测定水样吸光度，至140min停止。以二级生化水为基质，橙黄Ⅱ初始浓度在5-50μM范围内，2h内都能将橙黄Ⅱ完全降解，去除率为100%。图3-9以二级生化水为基质的实验图片图3-10以二级生化水为基质下反应OⅡ浓度变化图3-11二级生化水为基质条件下OⅡ去除率4.结论本研究针对橙黄Ⅱ偶氮染料开展探讨，研究其在多种环境参数下的电化学分解特性。研究结果表明，电化学可以有效去除水中橙黄Ⅱ，考察了不同电流密度对橙黄Ⅱ降解的影响，结果表明，增加电流密度在2.5-20mA/cm2时对橙黄Ⅱ降解起到明显促进作用，但当电流密度再增大为25mA/cm2和30mA/cm2时，去除率下降且基本不变，约为63.81%。各电解质对比，Na2B4O7去除率最低，NaNO3去除率最高，其余电解质对橙黄Ⅱ的降解影响不大，去除率都在75%左右。不同初始浓度和pH值对橙黄Ⅱ降解效果不大。二级生化水基质对橙黄Ⅱ的降解表现出促进性影响，与超纯水基质相比，当在二级生化水基质中，其他情况相同的条件下，如初始橙黄Ⅱ浓度都为25μmol/L和50μmol/L时，二级生化水的去除率为100%，而超纯水的去除率只有67%到75%。参考文献[1]侯毓汾,朱振华,王任之.染料化学.北京:化学工业出版社,1994：1~50[2]崔岱宗.偶氮染料脱色细菌的脱色特性及偶氮还原机理的研究[D].东北林业大学,2012.[3]董振,刘亮,郝艳等.偶氮染料废水处理技术的研究进展[J].环境科学与技术,2017,40(4):1-8.[4]傅晨、黄进刚、成震等.偶氮染料废水处理方法的研究进展[J].中国环境科学,2015,35(2):45-52.[5]卢婧,余志晟,张洪勋.微生物降解偶氮染料的研究进展[J].工业水处理,2013,33(1):15-19.[6]朱龙飞.化学沉淀—混凝气浮法处理酸洗、磷化污水的研究[D].辽宁科技大学,2015.