Cu(OH)_(2)纳米线/Cu网电极制备及还原水中硝酸盐性能研究

摘要

工厂化养殖尾水中硝酸盐污染问题日益严重,而电化学还原技术中铜作为阴极材料去除NO_(3)^(-)-N存在活性位点少和吸附能力差的问题.为此采用一种具有高长径比(120)的Cu(OH)_(2)纳米线/Cu网电极材料应用于NO_(3)^(-)-N的电催化还原.首先,通过调控阳极氧化条件制备了Cu(OH)_(2)纳米线/Cu网.然后,通过对Cu(OH)_(2)纳米线/Cu网进行表征分析和去除NO_(3)^(-)-N性能测试,确定25℃、1.0 mol/L NaOH和2.0 mA/cm 2为Cu(OH)_(2)纳米线/Cu网最佳阳极氧化条件.在双池隔膜反应器中,以该电极为阴极,RuO_(2)-IrO_(2)-TiO_(2)/Ti为阳极,对NO_(3)^(-)-N(50 mg/L)去除率达到98%,NO_(3)^(-)-N还原速率达到0.0111 min-1/cm 2,是相同实验条件下未处理铜电极还原速率的6.5倍.最后,为了实现总氮(TN)去除,采用单池反应器,向体系中加1.0 g/L的氯离子将阴极产生的氨氮进一步转化为氮气,总氮去除率达到91%.循环实验结果显示该电极具有良好的稳定性,并且将该电极应用到实际水中NO_(3)^(-)-N的去除,总氮去除率达到92%.