电流密度对异噻唑啉酮降解的影响

电流密度是影响电化学氧化效率的主要参数之一, 它对异噻唑啉酮和CODcr 降解速率常数的影响见图8. 异噻唑啉酮和CODcr 降解速率常数随电流密度增加而 增加,当电流密度分别为2.5, 5.0, 10, 15, 20 mA/cm2 时, 异噻唑啉酮降解速率常数分别为0.0124, 0.0128, 0.0197, 0.0269, 0.0302;CODcr 降解速率常数分别为0.0006, 0.0009, 0.0016, 0.0024, 0.0029. CODcr 降解速率常数增 加幅度低于异噻唑啉酮降解速率常数,这是因为电化学 氧化过程中积聚了异噻唑啉酮降解的中间产物和未降 解的异噻唑啉酮

瞬时电流效率(ICE)和异噻唑啉酮氧化效率(η)是衡 量电能效率的主要参数,分别按下式计算:

式中CODt, CODt+Δt 分别为降解时刻t, t+Δt 时的化学需 氧量(mg/L),F 为法拉第常数(96487 C/mol),V 为溶液 体积(L),i 为电流密度(A/cm2),A 为电极有效面积(cm2), ct, ct+Δt 分别为降解时刻t, t+Δt 时的异噻唑啉酮浓度 (mol/L), t 为时间(s).

异噻唑啉酮氧化效率(η)、电流效率(ICE)与电流密 度关系见图9. 从图可以看出,随着电流密度增加,异 噻唑啉酮氧化效率和电流效率降低,能量利用率降低. 这可能是高电流导致了高电势电位,使部分电能转化为 热能消耗,并且析氧增加,从而降低了氧化效率.

结论

电化学氧化异噻唑啉酮过程中,异噻唑啉酮和 CODcr 降解速率常数随电流密度增加而增加,但异噻唑 啉酮氧化效率(η)随电流密度增加而降低,能量利用率降 低.