电化学方法的应用
电化学方法作为一种特殊的化学过程,在环境保护,尤其在"三废"的处理过程中显示了其独特的优越性。
电化学方法具有适用性广:能量效率高:容易自动化操作:对环境友好:成本比较低等许多优点。
一、采用电解法处理硫化氢气体
硫化氢既是环境污染物, 又是重要的硫资源。
采用电解的方法处理硫化氢水溶液, 从而在阳极产生硫磺和阴极产生氢气的研究, 符合环境保护与资源回收利用之目的,具有重要的理论与实际应用价值。
硫化氢气体能有效地被碱性溶液吸收,电解该溶液可得高纯氢气和晶态硫,电解所需理论电压低,约0.2V, 远低于电解水的电压。
通过调整电池操作条件,把氢气在一定压力下储存起来,再将部分氢气用于H2/O2燃料电池作为电解时的电能。
二、含无机盐废水的电化学处理
采用电沉积法回收溶解性金属离子。
电沉积是利用电解液中不同金属组分的电位差,将自由态或是结合态的金属在阴极析出的过程。
适宜的电位是电沉积反应能否发生的关键,无论金属处于哪种状态,均可根据溶液中实际离子活度的大小,由能斯特方程确定电位的高低。
此外在复杂系统中,pH值对金属离子的沉积也起着很重要的作用。
电沉积反应实际发生的速度不仅与系统的热力学性质有关,更重要的是与动力学特性相关。
具有正电位的氧化还原系统会将氢原子氧化为质子,并在不断强化的氧化条件下提高正电位,反之亦然。
负电位增加时,还原剂,即电子供体,会将质子还原成氢原子。
电化学序列中的电位排序决定了有关物质的氧化还原能力,即金属的析出能力和顺序。
三、电化学法在修复污染土壤中的应用
污染土壤的常规处理技术中,采用溶剂淋洗技术能有效去除土壤中可溶性的有机或无机污染物,但对非水溶性的污染物以及密实型土壤,其应用非常困难。
另外,土壤淋洗过程中所使用的大量化学试剂对环境的影响也非常严重。
热脱附和蒸汽萃取方法主要是针对具有挥发性的有机污染物以及金属汞污染的土壤。
采用化学固定方法虽可降低土壤中污染物的毒性,但该方法并不能从根本上清除污染物,一旦环境条件发生较大改变,污染物就可能重新释放,甚至可能产生“化学定时炸弹”。
植物修复技术的关键是耐性植物或超积累植物的定向培育及条件优化,微生物修复主要针对土壤中的有机污染物,而对绝大部分的重金属则不能使用该方法。
电化学技术在土壤污染修复中的应用成为解决此问题的很有前景的一项污染治理技术,特别是土壤的渗透性比较低的情况下,优势更为明显。
它主要是通过在污染土壤两侧施加直流电压形成电场梯度,土壤中的污染物质在电场作用下被带到电极两端从而清洁污染土壤。