MEO/Ce~(4+)电催化体系的蒽醌染料（RB19）降解机理与效果研究

作者：李冬梅^*; 陈彦冰; 蒋树贤; 冯颢瑄; 张文欣; 张网; 马圳锴; 张刚毅

来源：环境科学学报, 2023, 1-15.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2023.0315

• MEO/Ce~(4+)电催化体系
• 蒽醌染料RB19
• 氧化性中间产物
• 降解贡献率
• 电催化机理与效果

以蒽醌染料活性蓝19(RB19)模拟染料废水，采用Ce4+介体(MEO/Ce4+)电催化体系，对RB19进行电催化降解实验.对比了不同催化体系的降解性能，探讨了电流密度值、电解质种类及其浓度、初始Ce4+浓度、初始pH等因素对MEO/Ce4+体系降解RB19的效果，计算了不同降解驱动力的贡献率，并通过分析其氧化性中间物质种类及降解机理，探讨其可能的降解途径.结果表明：(1)MEO/Ce4+电催化体系中产生的氧化活性物质主要有Ce4+和羟基自由基，在降解RB19过程检测出9类中间态小分子有机物.(2)MEO/Ce4+电催化体系氧化降解RB19的贡献率构成为：Ce4+的催化氧化作用为主(占52.9%)，直接电催化作用次之(占43.6%)，羟基自由基的氧化作用最弱(占3.5%).(3)初始Ce4+浓度对体系的氧化降解能力起决定性作用，电流密度值、电解质种类及其浓度、初始pH是影响体系氧化能力的关键因素.(4)新型MEO/Ce4+电催化体系最佳反应条件为：电流密度值为228 A·m-2，电解质Na2SO4浓度为25 mmol·L-1，初始pH值为4和初始Ce4+浓度为50μmol·L-1.在此条件下反应50 min,MEO/Ce4+电催化体系对RB19的降解效果优于其他催化体系.其中，MEO/Ce4+电催化体系去除率高达99.1%，是直接电催化(DET)体系去除率(43.2%)的2.3倍；而其降解速率为0.0804 min-1，是DET体系降解速率(0.01074 min-1)的7.49倍.(5)降解机理为：通过DET快速降解一部分RB19，另一部分R19则由强氧化活性物质Ce4+完成.Ce4+由溶液中的Ce3+在阳极失去电子转化而成.Ce4+快速将RB19氧化分解，最终产物为无机物(CO2和H2O)和小分子有机物.

• 单位
  华南师范大学附属中学; 广东工业大学