论文部分内容阅读
聚丙烯酰胺(PAM)是一种水溶性线性聚合物。在被广泛应用的同时,也带来了严重的环境污染问题。本课题以Fe3O4/石墨毡复合材料为电池的阴阳极,在单室反应器中,联合阴极电Fenton和阳极氧化技术对PAM进行电催化降解,对电极材料及PAM的降解过程进行了研究,探索了 PAM的降解途径以及不同系统下PAM的降解效果。采用溶剂挥发和高温煅烧法制备了 Fe3O4/石墨毡复合材料,运用SEM、XRD和TG等测试方法对复合材料进行表征,结果表明复合材料表面负载有较多的Fe3O4,其晶型为有面心立方结构,Fe3O4的负载量为24.5%。以制备的Fe3o4/石墨毡复合材料为电池阴阳极,联合阴极电Fenton和阳极氧化法降解分子量为1.5×107的PAM。以化学需氧量(COD)和溶液的相对黏度为指标,分别考察阴极电Fenton法、阳极氧化法及联合法对PAM的降解效果的影响。与单一方法相比,联合法对PAM表现出较好的降解效果,当外加电压为2V,初始pH=7时,联合降解后溶液的COD降低了 45.6 %,相对黏度由2.19降低到1.04。采用凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱分析(XPS)对PAM的降解产物进行表征。结果表明,在降解过程中PAM的碳主链缩短,侧链基团大量脱落,并有醚键生成,所生成的聚合物具有较好的可生化降解性。分别对分子量为1.7×106、6.6×106和1.1×107的PAM进行联合法降解,并对其降解机理进行分析,结果表明,电催化降解过程中所产生的羟基自由基(·OH)会进攻PAM主链上的“头-头”联接处,并形成醚键使PAM碳链缩短。