電化學處理有機污染物的研究

申昊陽

摘要：隨著生活與科技的發展，各種事物接踵而至，但也帶來了一些弊端，現在污染越來越多，如何用化學保護環境已成為一大研究熱點，現在國家正提倡廢物利用。本文重點針對電化學處理有機污染物進行論述。

關鍵詞：鹵代烴;揮發性有機物;多環芳烴;原電池

引言

有機污染物是指以碳水化合物、蛋白質、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有機物質及一些其他可生物降解的人工合成有機物質所組成的污染物。可分為天然有機污染物和人工合成有機污染物兩大類。它們主要在水體與空氣中含量較多，其中揮發性有機物廣泛分布在自然環境中，而鹵代烴和多環芳烴主要分布在水體中。

現在，有很多原電池具備循環利用工作電壓高、能量密度大、安全性好、環境友好等優勢正在應用于各個方面。因此，對于原電池的應用是現在化學的一大研究熱點。

海水是一種既有膠體溶液特性又有電解質溶液 特性的體系，海水超濾過程中有機物在膜表面的沉其中，顆粒物是膜污染最早的研究對象，顆粒物不能獨立引起超濾膜污染，但可以和有機物形成協同污染效應。天然有機物（ NOM） 是超濾膜有機污染的主要研究對象，是造成膜通量下降的重要原因。

放電等離子體高級氧化技術能產生大量的活性自由基，具有很強的快速氧化降解能力，此外，還有應用面廣、廢水凈化率高和不產生二次污染等優點，因此這項技術常用于處理印染廢水、醫療廢水、垃圾滲濾液等難降解有機廢水。但是放電等離子體技術也有其固有缺陷，其中較高的能耗和較低的能量利用效率是阻礙其大規模工業應用的關鍵因素之一。除此之外，過硫酸鹽活化高級氧化技術也是一種被廣泛用于處理污廢水的高效工藝。過硫酸鹽經過活化使 S2O82-生成SO42-自由基進而氧化分解水中有機污染物質 。然而，過硫酸鹽需要在一定條件下才能更好地活化成硫酸根自由基，因此，尋求一種簡單、經濟、高效的活化方式成了過硫酸鹽高級氧化技術發展的關鍵。

現在，環境正在一點一點的破壞，正需要去改善環境。化學正在不斷的發展，因此現在可以用化學的方法去解決問題。本文將從電化學的角度去設計原電池并介紹其原理和優點并講解其利用價值。實驗部分

1.多環芳烴原電池

由于多環芳烴主要含于水體中，且自然界的水ph約為5.6。因此可以設計一款原電池去減少多環芳烴對環境的污染。方法如下：首先，選取兩根惰性電極、大量自然界的水。然后，用導線將其鏈接成閉合回路并敞口放置使之形成一中燃料電池。反應的原理是有自發進行的氧化還原反應。這里多環芳烴作還原劑發生氧化反應，空氣作氧化劑發生還原反應。鑒于多環芳烴的可燃性能使電池持續工作并產生無污染的物質。同時，也能為生活提供電能。

2.揮發性有機物原電池

揮發性有機物常聚集于空氣中，人體易吸入體內。因此可以設計一款原電池來解決空氣污染的問題，方法如下：這里依然選擇兩根惰性電極，由于是有機物則根據相似相溶原理，這里選擇乙酸為電解質溶液。然后，用導線將其鏈接成閉合回路并敞口放置使之形成一中燃料電池。反應的原理是有自發進行的氧化還原反應。這里揮發性有機物作還原劑發生氧化反應，空氣作氧化劑發生還原反應。這個裝置不但可以吸收揮發性有機物，而且可以吸收鹵代烴。同時不用經常補充乙酸。因為反應可以不斷的產生質子。具有很高的經濟價值。

3.優勢

這兩個原電池具有很高的經濟性，它們都是環境友好型電池。多環芳烴原電池在自然界水體中可利用性很大，產生的CO2可以被湖水不斷吸收，也不會讓大量的CO2進入自然界。揮發性有機物原電池可以在城市中利用，可以不斷的反應，只需要隔一段時間加入乙酸即可，這兩個電池既可以不斷的提供電能，又可以改善環境。這兩個電池是新時代一個很好的產品。

總結

利用電化學的方法解決了污染的問題，其實，不論是是電化學還是有機化學都可以解決生活問題。要想我們的生活變得更精彩，化學還需要繼續進步與發展。

電化學與有機化學已成為化學界的研究熱點。這次研究的電池就是此時的成果。若還想繼續發展，還要進一步研究。

參考文獻

[1]奚旦立，孫裕生.環境監測（第四版）.北京：高等教育出版社，2010，7：113，127-135

[2]邱曉涌，楊長河 《過硫酸鹽輔助放電等離子體技術處理廢水》