文摘

在原油炼制过程中,氢氧化钠溶液用于删除H₂年代,H₂ 从不同的烃流,硫化合物。被称为“花了焦散线获得的残留物。“这些残留物可以与其他进程获得的混合,添加化学成分环烷酸和酚类化合物,导致其中一个最危险的工业废渣。在这项研究中,采用电化学技术(ET),使用BDD与钛衬底(Ti / BDD),评估废碱液电解的混合物,通过个体样本不同的炼油厂。这样,Ti / BDD的能力进行电化学销毁了焦散线在酸性介质评估的关键过程的化学预处理阶段。的潜在生产^•oh,作为主要活性氧electrogenerated / Ti / BDD表面,在盐酸和H评估₂所以₄通过荧光光谱,证明反应介质对其产量的影响。结果表明,油气行业度过了焦散线可矿化有限公司₂和水,开车等的使用和Ti / BDD的解决一个实际问题,其潜力和对环境的负面影响,对人类健康和环境机构的主要焦点。

1。介绍

产生的水残留烃产业涉及使用氢氧化钠(氢氧化钠)去除硫化氢(H₂,sulfhydric酸(),硫化合物,发现原油在不同的分数,被称为花了焦散线。生产的过程说残留开始当氢氧化钠的水溶液中混合油的一小部分。尽管石油本身可以包含硫,这个过程通常是进行石油馏分蒸馏后,由于其与空气接触,使H的形成₂年代,这是非常腐蚀性和难以去除。如果H₂年代形成,氢氧化钠与它反应生成硫化钠,水溶性。花了焦散线也获得来自不同和具体流程,即他们被归类为sulfidic花了焦散线(H₂年代和硫醇从碳氢化合物)、环(删除环烷酸从煤油和柴油),和甲苯基花了焦散线(有机酸,酚类,甲酚和二甲酚)。在环的情况下,甲苯基,氢氧化钠与环烷酸反应,导致钠环烷酸和酚盐的形成,分别。因此,取决于被加工产品的数量和类型,一个炼油厂可以生成多个特色花了焦散线含硫(S²⁻1 - 4 wt %),硫醇(0.1 4 wt %),苯酚L(0 - 2000毫克⁻¹)、总有机碳(TOC, 6000 - 20000毫克的L⁻¹)、化学需氧量(COD, 20000 - 60000毫克的L⁻¹),生化需氧量(BOD, 5000 - 15000毫克⁻¹),以及潜在的有毒元素(pt)如铜、镍、Cd, Pb,和Cr (1],它需要非常规的处理和治疗由于其高毒性性质和不愉快气味(硫醇可以检测到的含量。在花了焦散线的具体情况从烯烃工厂生产,大量的年代²⁻(14000 - 21000 mg L⁻¹),pH值为13.5到13.7,乳化碳氢化合物也被报道(2]。对酚类的内容,根据精炼过程,它可以达到30600毫克L⁻¹(3]。花了焦散线的潜在危险是可以理解的考虑这一事实,没有技术为其治疗原位,不同类型的花了焦散线可以合并,导致生产剧毒的混合物。另一方面,当花了焦散线没有立即治疗,这些是暂时存储或限制授权公司,与他们的运输和存储作为一个潜在的威胁由于溢出的可能性,已记录在历史的高度对人类健康产生负面影响。苯酚浓度从5到25 mg L⁻¹对水生生物是有毒的,因为这是对人类4,5]。出于这个原因,允许的最大限制的苯酚残留在工业排放不同0.5和1.0毫克L⁻¹(5]。在饮用水的情况下,欧盟(EU), 80/778 / EC指令,分配一个最大限度地允许< 0.0005毫克的L⁻¹对于所有形式的苯酚(4),考虑到食用含有这些化合物的水可以诱发癌症或死亡(6]。同时,升高的危险的污染物对水生生物标记酚和酚类化合物作为优先污染物,在协议的标准美国环境保护署(EPA) (4,5]。以传统的方式,治疗花了焦散线从炼油厂进行了三个步骤:(1)湿空气氧化(WAO),(2)酸中和(一个),和(3)生物氧化(BO)。场合,步骤(2)可汽提紧随其后。后,剥离去除残余H₂年代和硫醇。获得的液体污水BOD和COD浓度高,因为有机成分的主要部分是剥离的影响过程。虽然沃可以把废碱液低于1000毫克⁻¹鳕鱼在475 K和28条60分钟,这个过程是非常昂贵的,而且由于严重的反应条件,安全是一个重大的问题(2]。同时,尽管消除污染物在步骤(1)和(2)可导致废水容易治疗的获得波,这完全取决于转换和去除污染物的水平。例如,如果含硫量高,酚类化合物的浓度很低,BO(使用属的细菌硫杆菌)是可能的。相反,该过程可以停用时苯酚的浓度很高。据报道,含酚废水的浓度> 3000毫克L⁻¹不能治疗通过博4]。考虑到这个问题,应用了不同的过程和评估治疗从炼油厂废水,抛开了焦散线的治疗。提到很重要的物理化学性质和组成了焦散线不与生产废水作为原油萃取过程的一部分(水)生产或其他过程中产生的废水。在花了焦散线酚类化合物的含量可以达到30600毫克L的值⁻¹(3),而在水中产生或任何其他类型的废水这个值可以摆动20至200毫克L⁻¹(7- - - - - -9]。对于从炼油厂废水,化学凝固使用聚合氯化铝(10)、化学沉淀(11)、集成过程(coagulation-flocculation和浮选)(12),电凝法(EC)据报道去除有机物质含量高的发现(13]。同时考虑到酚醛内容的重要性,以及常见脂肪和油的内容(14),欧盟也被评估,使用生理盐水,达到去除百分比为91% (15)和94.5% (16合成和真实样本,分别。在其他的研究中,结合electroflotation (EF)和EC和集成过程(EC-adsorption-BO)也被提出17,18]。虽然花了焦散线,欧盟已经测试的硫化物和有机物质1),重要的是要强调这一过程的本质不是破坏性的,允许污染物的转移从一个阶段到另一个的后续处理问题。另一方面,考虑到技术上的困难在治疗水废物含有苯酚或酚类化合物通过沃,BO或EC等替代过程的破坏性的自然化学高级氧化过程(aop,在阳光或辅助光的存在与否),如使用过氧化氢(H₂O₂)、臭氧(O₃)、光催化、芬顿过程,臭氧化在碱性介质中,已经充分测试治疗酚类和酚类化合物。然而,大多数这些研究只进行了合成样品。炼油厂的实际样本,应用这些流程,但只有很少的研究报告(19]。考虑到重要性暗示治疗真正的样品,在过去年(2000 - 2014),不同的孤立的研究已经报道了焦散线的治疗使用芬顿过程。从这个意义上说,样品含有20160毫克的鳕鱼L⁻¹和酚类的1800毫克L⁻¹已经成功地治疗获得去除COD和总酚类为99%的效率为90%的pH值4 (20.]。同时,当这个过程比较使用辅助光(photo-Fenton)治疗sulfidic腐蚀剂,达成更高的效率和去除鳕鱼和硫化高达97%和100%,分别为(21]。应用流程和尽管成绩优秀,在实践中,总破坏有机质含量的百分比是严格依赖于样品的理化成分治疗。升高有机电荷消耗大量的H₂O₂。另外,因为高浓度的H₂S (20 g L⁻¹),其与铁离子的反应会导致损失的铁催化剂活性(2]。同时,有必要强调化学aop不具备毁灭反应副产物的能力。相反,一个最有效的流程和可能执行任何污染物的破坏,包括酚和酚类化合物,是电化学氧化(EO)。说技术效率的基础材料作为阳极的性质(22]。从这个意义上讲,两种类型的阳极材料是:(i)活动阳极(非盟、镍、不锈钢(SS)、Pt,——₂、钛/ RuO₂和类似的组合),(2)惰性阳极(Ti /恶唑₂,Ti / SnO₂某人,和类似的组合),材料与低或高的生产^•哦,激进分子(^•羟基),分别。的^•羟基可以摧毁任何有毒污染物CO₂和水,由于它的高氧化电位(2.8 V比掺)。因为这个原因不活跃的阳极的使用为佳。在这里,重要的是,非盟,倪,党卫军,Pt,和类似的组合,由于他们类似的活跃或者不活跃的行为。这些材料不包括在原来的参考。虽然在文献中,有许多研究相关的EO苯酚合成样品中(22- - - - - -53已报告),只有少数研究应用这种技术治疗炼油厂和样本,据我们所知,没有研究报道了焦散线的治疗。同样重要的是要考虑两种类型的水残留代表一种高度复杂的矩阵,其化学成分可以支持或削弱了流程效率。根据这个,使用钛(Ti)电极,与氧化钛和氧化钌(RuO涂层₂),99.7%和94.5%的苯酚降解和氧化效率的鳕鱼的百分比在88.9%和70.1%获得了合成和真实样本(炼油厂废水),分别为(54]。在其他的研究中使用Ti / TiO₂ruo₂——₂苯酚降解的废水样本炼油厂,去除COD和TOC的比例74.75%和48%分别得到,即使使用大量氯离子的7]。同时,利用Ti / RuO₂tio₂sno₂也被评估的碳氢化合物的工业废水,获得低百分比的苯酚降解约20 - 47% (55]。排除了使用有源电极和混合物的这些(56),一个非常重要的选择是使用Ti / SnO₂某人和Ti /恶唑₂拥有一个高的生产^•羟基;然而,这些材料的应用仍然是限制由于结构性问题和可能的铅离子的释放57- - - - - -59]。作为另一种阳极材料,硼掺杂金刚石(BDD)已被充分评估并接受由于其不同寻常的特性,如耐蚀性高,低吸附的有机化合物,一代的氧化物种(O₃H₂O₂,^•哦)60),和过电压升高的反应氧进化,O₂(61年]。BDD是基于其高的生产效率^•羟基,在水中产生氧化过程(1),导致污染物的完整矿化有限公司₂和水(2),高电流效率(62年]。这个过程被称为电化学焚烧(22]:

重要的是要强调不同研究氧化酚和酚类化合物的合成样品,使用BDD,已经提出了从2000年到2014年(63年- - - - - -86年),展示使用BDD的能力对这些污染物的破坏。当比较使用Ti / Ti / SnO BDD₂某人(87年,88年)和PbO₂(89年),发现BDD电极的破坏苯酚要好得多。尽管BDD在实际样品的应用已经弱了,当比较的BDD electro-Fenton从炼油厂废水的处理过程,它已经证实,即使electro-Fenton过程可能引起更大的苯酚降解与BDD电极相比,更高效率的降解反应的副产品(COD和TOC)发生BDD (9,90年]。同时,其他重要的研究应用BDD治疗水生产和典型废水从炼油厂已经证明了BDD的效率91年- - - - - -93年]。说研究和那些先前提出不仅强调利用电化学技术的有效性使用BDD也代表一个冲动BDD的使用平台,扩展潜在的必须检查,以推进战略解决实际问题。根据上面的,基于一个广泛的专业文献回顾从1980年到2014年国家和国际数据库(使用),本研究的目的是为了演示的技术可行性使用Ti / BDD的电化学治疗花了焦散线的混合物,其中最有毒残留在工业水平,其潜力和对环境和人类健康产生负面影响和环境机构的主要焦点。

2。实验的细节

2.1。化学物质

硫酸(H₂所以₄)、盐酸(HCl)、氢氧化钠和苯酚(C₆H₅从j·t·贝克获得的哦)。K₂HPO₄,KH₂阿宝₄,在北半球₄哦,铁氰化钾(K₃铁(CN)₆)和4-aminoantipyrine (C₁₁H₁₃N₃O)苯酚的分析得到了所有的形式从奥尔德里奇。香豆素是来自奥尔德里奇。发光的海洋细菌费氏弧菌(发光细菌phosphoreumSDI提供的)毒性分析。

2.2。仪器

所有形式的分析酚进行了通过紫外可见光谱(紫外可见),使用一个λXLS⁺分光光度计。COD和TOC评估使用哈希模型/ 200反应堆/紫外可见分光光度计/ 2010博士和日本岛津公司模型TOC-VCSN设备,分别。鳕鱼是获得使用哈希的产品。毒性分析使用DeltaTox套件来完成,由SDI提供。电解使用紫外线(海里)是由使用飞利浦汞灯和11 W。猎户星A215设备用于pH / ORP /电导率测量。在恒电流电解实验模式进行使用美国泰克PWS4323设备。pt分析使用珀金埃尔默最适条件3300 DV模型和分析师200 / MHS-15珀金埃尔默。第一个设备是用于电感耦合等离子体(ICP)分析和氢化Hg分析的第二代。不同电极的形貌和元素分析评估中获得最好的阳极材料的选择是使用扫描电子显微镜(JEOL jms - 6060 lv)配备了一个能量色散谱仪(EDS)。晶体结构分析使用x射线衍射(XRD)进行了在一个Rigaku Minifles,使用铜Kα辐射,30 kV电流操作电压和马15,在2°/分钟的速度。进行了循环伏安法(CV)和一个Autolab PGSTAT 30。的^•羟基的分析是由荧光光谱使用设备HORIBA Jobin MOD Fluorolog 3-22双单色仪。

2.3。描述了焦散线

2.3.1。样品制备

共有10个样本(20 L)的废碱液得到不同的炼油厂和储存在室温下。从这些样本,复合试样制备结合1 L(每个样本。获得的样本(称为混合)如图1(一)。这个过程是使用安全设备(图1 (b))和排气罩下工作,这是连接到气体洗涤器含有氢氧化钠(图1 (c))。

之前每个样本,容器是积极和样本被立即引起的。获得的混合物也引起了积极和冷藏(4°C),直到它的分析。

2.3.2。理化分析

在进行分析之前,花了焦散线的混合物搅拌的容器。pt分析是由使用电感耦合等离子体原子发射光谱(icp - aes),除汞柱,分析了氢化物发生原子吸收光谱(HGAAS)。分析样品消化之前完成。阴离子的浓度礼物是通过离子色谱根据EPA方法300.1 (EPA, 1997)。分析了使用一个高分辨率的液相色谱仪Dionex ics - 2500高效液相色谱/ IC装有Dionex IonPac AS14A列和耦合导检测器(ED50A)。流动相是Na₂有限公司₃/ NaHCO₃(1毫升敏⁻¹)。设备是校准使用7-Anion Dionex标准准备解决方案和结果的质量评估分析的无机企业IC-FAS-1A的认证标准。挥发性和半挥发性的有机化合物的测定(CIDETEQ和天祥集团实验室)定性形式是通过气相色谱质谱(gc - ms)按照环保局5030 / EPA 8260 c - 2006和环保局3510 / EPA 8270 d - 2007程序。其他理化分析标准程序下完成的。重要的是要强调,在整个样品的制备和分析的过程,遵循严格的安全协议,从个性化的基础设施和安全设备的使用如防毒面具、腈,氯丁橡胶手套,一个特殊的诉讼。

2.4。电化学治疗

2.4.1。阳极的选择

形态、结构和电化学分析评估(Ti /——不同的材料₂助教₂O₅,Ti / SnO₂某人,Ti / BDD)能谱,XRD,简历做在同一区域(2.185厘米²)。Ti /——₂助教₂O₅和Ti / SnO₂某人被热沉积法合成电极使用一个特殊的配方。多晶硼(ppm)掺杂金刚石薄膜(Ti / BDD) 3μ米厚度,认为所提供的技术,合成了热灯丝化学气相沉积(HF-CVD)。每个材料的electroactivity评估通过简历使用三电极电池(60毫升容量,体积50毫升)的反应。Ti /——₂助教₂O₅,Ti / SnO₂某人,Ti / BDD电极(2.185厘米²)作为阳极,Ti的杖作为阴极,硫酸汞电极(Hg / Hg₂所以₄/ K₂所以₄(坐),V和她)参比电极。温度维持在298 K和每个电极的伏安概要文件应用扫描获得100 mV⁻¹使用0.5小时₂所以₄作为支持电解质。在每个分析之前,系统使用N缺氧₂气体。在这个分析Ti / BDD(消除C-sp以前激活²杂质)发展中一个特殊的方法94年]。Ti /——₂助教₂O₅和Ti / SnO₂某人被自行车激活每个电极(50周期,100 mV⁻¹在0.5 M H₂所以₄)稳定表面和消除杂质。

2.4.2。选择的反应介质

三个方面考虑:(i) pH值影响苯酚的化学状态,(2)pH值影响之前选定电极的电化学响应,和(3)pH值影响的生产^•羟基。第一点,紫外可见光谱的分析不同的pH值进行目标识别可能的化学变化的苯酚结构。在这个分析中,使用了合成样品。第二点是由使用简历评估分析两种类型的酸,盐酸和H₂所以₄(0.5米),在同等条件下。最后一点是通过电解实验评估,进行应用阳极电位脉冲(2.3 V比Hg / Hg₂所以₄极化时间10分钟,使用Pt网作为对电极,298 K)。最后分析了通过使用使用香豆素荧光光谱(3×10⁻⁵M)作为探针化合物给方法的形成7-hydroxycoumarin最大的激发和发射波长为332 nm和500 nm,分别为(海里,海里)。在电解过程中,样品10μL撤销每一分钟,立即进行了分析。的设备和用于检测的细胞7-hydroxycoumarin图所示2(一个)。

2.4.3。废碱液的电解

的电化学破坏过程的混合了焦散线是在恒电流模式下,用图所示的实验系统2 (b)。在这个过程中,细胞通过一个隔间和一个容量为120毫升(反应体积的100毫升,298 rpm, K和Ti / Pt(3厘米²作为对电极))使用。阳极的面积(优先选择)是3厘米²。电解与紫外线(海里)是上述相同的条件下完成的。在每个实验中,具有代表性的样本在不同的反应时间()和芳香族化合物的降解(酚和酚类化合物)和反应中间体是通过TOC和COD分析完成的。

去除百分比是根据以下公式计算(3),是初始浓度(毫克L⁻¹),是最终的浓度(毫克L⁻¹)[90年]:

苯酚的分析是使用一个标准的过程(95年),而毒性测试是通过使用一个标准的方法使用一个冻干的细菌,费氏弧菌(发光细菌phosphoreum发光性质的),减少光毒性的程度成正比。

3所示。结果

3.1。描述了焦散线

3.1.1。理化分析

表1显示了结果的物理化学特征样本对应的混合了焦散线(10个样本)的混合物。相对,它显示了一个简单的分析样本,样本对应更大的毒性(酚醛的初步评价内容),包括在文献报道值了焦散线以及从炼油厂废水1,3,7,9,13,16- - - - - -19,96年- - - - - -98年]。

混合物的分析显示,酚类含量11041 .74点毫克L⁻¹,而7270 .89 mg的简单示例显示内容⁻¹。这两个样品之间的差异清楚地展示了环境问题,通常出现在油气行业。也就是说,残留的低或高毒性相互混合,导致残留的毒性更大。这里,苯酚浓度、有机负荷和溶解固体不比得上其他残渣,包括废水从不同的精炼过程90年]。苯酚浓度样品分析表明,这种残渣不能被薄熙来(浓度> 3000毫克L⁻¹导致完整的微生物的失活)。这是毒性试验的结果证实了(100%不良)和通过BOD的分析₅/鳕鱼= 0.09和0.07的简单样品和相对应的样品混合,分别。另一方面,高碱度(52266 .35点毫克L⁻¹)和pH值升高(13 - 13.5)反映了减少这些残留物的性质,应该考虑的治疗选择。许多污染物可以固定在一个碱性pH值,在氧化条件下解放出来。硫化物的反应性分析和氰化物显示值低于检出限(< 37.29和< 0.25毫克L⁻¹、职责)。根据获得的结果在这个阶段的特征,样品评估分为甲苯基花了焦散线。

3.1.2。离子分析

阴离子的分析,通过离子色谱法,在这个简单的示例中,氯化物的含量低(Cl⁻)和硫酸盐(86和608毫克L)值⁻¹分别与他们的浓度更高的混合物中,值为54900 L和1882毫克⁻¹,分别。有必要提到在本例中氯化物的存在是非常重要的。氯化物,他们可以产生更大的毒性化合物的存在,还可以发挥协同效应在EO过程,让位于不同的氧化物种的形成99年,One hundred.]。

3.1.3。挥发性和半挥发性的有机化合物的分析

通过gc - ms分析,对应了焦散线的混合物,是确定不同的酚类化合物(反映在所有形式的苯酚的分析,表1)。被认为是不同的化合物,其中43例62挥发性和半挥发性的分析。结果显示只有2的存在,4-dimethylphenol,苯酚,m-methylphenol p-methylphenol和o-methylphenol高度有毒的化合物。图3展示了代表每个化合物的化学结构确定。

同时,通过ICP进行pt分析,考虑了焦散线的物理化学成分的混合物包括pt和可能的催化剂不同的碳氢化合物精炼过程中使用的痕迹。每个PTE的选择是基于广泛的参考书目。表2展示了主要的pt混合物中标识样本。在这个分析中,大量的Na⁺和Fe值19148毫克的L⁻¹L和1323毫克⁻¹分别被确定。Na的存在⁺确认样品的苛性自然,而铁的存在,虽然它不是一个特别有毒元素,通常由浊度的影响造成的氧化物和氢氧化物沉淀。有限元分析是考虑对H的催化活性₂O₂,给的^•哦在芬顿反应(90年]。因此,铁的存在可以用来加快矿化过程,降低住宅次EO过程。

另一方面,pt像和Cd仍在检测极限(< 0.098和< 0.114毫克L⁻¹、职责),而铜、铬、汞、镍、铅超过允许的最大限制根据墨西哥的规定(101年]。重要的是要突出说的高毒性元素,特别,Hg (102年,103年和铅,有能力进入食物链并集中在生物(放大过程)。考虑到这些分析,确认了焦散线的高毒性,从而证明需要直接的努力他们的治疗和/或破坏。

3.2。电化学治疗

3.2.1之上。阳极的选择

形貌、元素组成、晶体结构和电化学分析。对应于这些分析结果如图4。金属氧化物涂层的形态(Ti /——₂助教₂O₅和Ti / SnO₂某人)(数据4(一)和4(b)、职责)显示小裂缝相比,Ti / BDD(图4(c))。后者显示结构紧凑,展示涂层的质量和钻石的依从性钛衬底。同时,x射线dot-mapping被用来分析涂层元素的分布。

这个分析显示Ir(的均匀分布₁),助教(a₂),Sn (b₁)、B (c₁)和C (C₂)。然而,某人,Ti / SnO₂某人,没有检测到。某人的缺乏可能是由于添加剂比率的涂料解决方案。来验证它的存在,XRD分析了演示SnO的存在_2,某人₂O_3,和某人₂O₅。对于这个特殊原因,预处理的电极循环伏安分析之前进行。同时,对材料(Ti /——₂助教₂O₅和Ti / SnO₂某人),每个元素的wt %通过EDS。在这个分析中,存在额外的元素,如O, Ti,如果检测到。这些分析的结果(XRD、EDS)由于使用的配方中被省略了。在Ti / BDD,详尽的描述了在其他的研究94年]。每个电极的电化学表征简历如图4(d)。它显示了Ti /——的比较分析₂助教₂O₅(d₁),Ti / SnO₂某人(d₂),以及Ti / BDD (d₃),在0.5 H₂所以₄。这个图表表明,Ti / BDD最高相比Ti /——潜在的窗口₂助教₂O₅和Ti / SnO₂某人。升高O₂是重要的考虑在EO有机化合物的氧化反应发生在平行的进化啊₂。使用一个高的材料O₂的进化,氧化反应是有利的₂,导致高电流效率。在此基础上,我们决定使用Ti / BDD是最好的材料的电化学处理废碱液。

3.2.2。选择的反应介质

进行的电化学破坏了焦散线使用Ti / BDD,反应介质的选择是考虑以下方法:(i) pH值影响苯酚的化学状态,(2)pH值影响Ti / BDD的电化学反应,和(3)pH值的影响^•羟基生产。根据第一种方法,在一个非常碱性环境(pH值13 - 13.5,表1),苯酚化学转化为酚盐(钠90年]。尽管苯酚在碱性介质的电子态已被证明是有利于一个EO过程使用电极较低O₂(28使用BDD),这并没有发生,最降解效率获得使用酸性介质[90年]。经常在文学,不同类型的酸已报告的EO苯酚,比如HClO₄(63年,104年)和HNO₃(105年];然而,对于一个可能的工业应用,必须考虑说酸的成本。出于这个原因,考虑到在离子分析高数量的氯化物(54900毫克L⁻¹L)和硫酸盐(1882毫克⁻¹)被认定为部分花了焦散线的化学成分混合物,盐酸和H₂所以₄尽可能选择酸进行pH值调整(13,13.5到1)。最初,酸化过程评估使用合成样品为了排除任何化学变化发生在苯酚分子在酸化过程中,避免过高的后续结果。在分析说,0.05 M氢氧化钠溶液含有苯酚30毫克L⁻¹(TOC)是适应不同的pH值在第四节的一个区间,使用盐酸0.5和H₂所以₄。在酸化过程中发生了变化,通过紫外可见光谱进行了评估。图5显示了不同的紫外可见吸收光谱获得使用H在pH值的调整₂所以₄(图5(一个))和盐酸(图5 (b))。很明显观察到酚酚盐(钠的化学转化海里)获得与两种类型的酸的pH值,达到最大转换效率的pH值7。

没有额外的和重要的化学变化。并行测量,分析氧化还原电位(ORP)进行了在298 K。这个分析的结果显示在图5 (c)。清楚地表明,酸性pH值获得的价值观有利于高度氧化条件下,考虑到重要性高,尽管一个酸性环境不改变苯酚的化学结构,相关的污染物可以解放了焦散线,即,一个专门的基础设施和安全设备是必要的。使用H₂所以₄略有增加,ORP观察与盐酸相比,这是逻辑考虑更多的质子。评估第二种方法(pH值对的电化学响应的影响Ti / BDD),通过调整不同voltammograms 0.05 M氢氧化钠为0.5 H₂所以₄和HCl pH值范围的第四节(数据没有显示)。这是观察到当酸性pH值下降,O₂大大增加(106年]。当比较潜在的窗口H₂所以₄与盐酸(1)pH值(图6(一)),0.5 V的超电势的不同。考虑到这些结果和根据第三种方法(pH值的影响^•OHs生产)、分析的生成^•羟基进行了在这两种反应媒介(pH值1)。图6 (b)显示了反应介质对生产的影响^•羟基。这显然是观察到的生产^•氢氧根浓度大于氢氧化钠/ H₂所以₄(pH值1)。

这个结果是很重要的考虑,一个BDD电极的使用,任何氧化物种的形成产生的平行于有机化合物的氧化是严格依赖的形成^•羟基。基于这个结果,H₂所以₄被选中进行酸化过程。

3.2.3。电解使用Ti / BDD

之前执行降解实验,初步分析使用合成苯酚浓度的溶液30毫克L⁻¹TOC在氢氧化钠进行/ H₂所以₄(1)pH值与当前应用的目标识别。电流计算是0.24,0.48,0.72,0.96,1.20,1.44,2小时时间,在不断搅拌。Ti / BDD(3厘米²)被用作阳极和Ti / Pt(3厘米²)是作为对电极。这是观察到的中间点删除了在0.96 (一个厘米⁻²),如图6 (c)。后确定当前的应用和实施前花了焦散线的电解混合物,初步进行了电解使用一个简单的示例(表1)。电解的条件一个厘米⁻²,调整pH值1 (H₂所以₄)。在这个分析中,紫外线的影响被认为是为了支持生产的协同效应^•哦。据报道,在氯化物的存在,使用紫外线(海里)可能导致的生产^•哦,根据反应(4):

图7显示了退化概要(TOC和COD)获得在不同分析结果存在和缺乏紫外线(海里)。

获得的结果在电解在缺乏光线在它的存在比获得更满意的(海里)。获得的结果可以归因于样品的类型进行了分析。一个真正的合成样本的样本并不可比。在这里,它是被推断出来的,由于有机材料的含量高,氧化过程,不同于那些发生在界面或氧化剂本身的作用,并不重要。在分析紫外线的影响(海里),没有电流(光解),没有观察到明显的变化。

图8显示图像的分析得到在不同电解。

最初的图像(h)对应于电解之前提交给一个特殊的简单样品预处理(使用h酸化pH值1₂所以₄)。深棕色的颜色在第一阶段的电解苯酚与副产品如苯醌和对苯二酚的形成,称为一个活跃的氧化还原电对的平衡在水溶液中(51]。在每个实验逐步退化的颜色。当比较每个图像(h),清楚地观察到,在电解在缺席的情况下进行光(图8(一个)),样品完全结晶,表明高水平的有机成分的破坏。相反,在电解光(的存在海里)(图8 (b)(图)和光解实验8 (c)),观察相反的过程。在光(海里),降解时间获得视觉上的水晶大样本(h)。基于这些结果,使用紫外线(海里)被丢弃。另一方面,考虑到结果,可能钝化Ti / BDD作为重要的一点也被评估。在这个分析,^•羟基生产中执行的功能界面潜在或当前应用。结果(数据未显示)表明这些物种只生成相对应的区域分解的媒介,即,如果域名的潜在或当前应用的不正确,电极可以完全钝化。这个测试的图像分析如图9。可以观察到(图9(一个)),使用电流时,生产的^•羟基不出现,一层厚厚的有机化合物沉积,导致电极的钝化作用。

相反,当前的应用时,诱导界面的潜力更大^•氢氧根浓度electrogenerated, Ti / BDD电极可以成功(图操作9 (b))。最后根据前面的研究,电解的混合物(100毫升)花了焦散线进行pH值(1 / H₂所以₄,一个厘米⁻²)。这个分析的结果如表所示3。获得的结果是类似电解的简单示例。

分析样品的图像对应的混合了焦散线电化学治疗前后Ti / BDD (h)数据所示9 (c)和9 (d),分别。互补分析毒性和苯酚的形式显示,样品电化学治疗不是有毒,呈现低酚含量(< 3 ppm),这个值是最低标准排放限制炼油厂废水(107年]。

4所示。结论

更大的生产^•哦,是通过使用H₂所以₄作为反应介质。退化了焦散线在酸性介质(H₂所以₄BDD, pH值1)使用Ti /简单样本进行为100%,而对于混合物,百分比的破坏对COD和TOC的90.40%和85.21%,分别。使用紫外线(海里)没有显示一个提高的过程。进一步的研究是必要的,提高效率。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者要感谢墨西哥的国家科学技术委员会(CONACyT)本研究的财政支持。作者还要感谢Alejandra红色的女士(母语)对她的评论。