申昊陽

摘要：隨著生活與科技的發(fā)展，各種事物接踵而至，但也帶來了一些弊端，現(xiàn)在污染越來越多，如何用化學(xué)保護(hù)環(huán)境已成為一大研究熱點(diǎn)，現(xiàn)在國家正提倡廢物利用。本文重點(diǎn)針對(duì)電化學(xué)處理有機(jī)污染物進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：鹵代烴;揮發(fā)性有機(jī)物;多環(huán)芳烴;原電池

引言

有機(jī)污染物是指以碳水化合物、蛋白質(zhì)、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有機(jī)物質(zhì)及一些其他可生物降解的人工合成有機(jī)物質(zhì)所組成的污染物。可分為天然有機(jī)污染物和人工合成有機(jī)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(fā)性有機(jī)物廣泛分布在自然環(huán)境中，而鹵代烴和多環(huán)芳烴主要分布在水體中。

現(xiàn)在，有很多原電池具備循環(huán)利用工作電壓高、能量密度大、安全性好、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)正在應(yīng)用于各個(gè)方面。因此，對(duì)于原電池的應(yīng)用是現(xiàn)在化學(xué)的一大研究熱點(diǎn)。

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

放電等離子體高級(jí)氧化技術(shù)能產(chǎn)生大量的活性自由基，具有很強(qiáng)的快速氧化降解能力，此外，還有應(yīng)用面廣、廢水凈化率高和不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，因此這項(xiàng)技術(shù)常用于處理印染廢水、醫(yī)療廢水、垃圾滲濾液等難降解有機(jī)廢水。但是放電等離子體技術(shù)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(guī)模工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。除此之外，過硫酸鹽活化高級(jí)氧化技術(shù)也是一種被廣泛用于處理污廢水的高效工藝。過硫酸鹽經(jīng)過活化使 S2O82-生成SO42-自由基進(jìn)而氧化分解水中有機(jī)污染物質(zhì) 。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(jīng)濟(jì)、高效的活化方式成了過硫酸鹽高級(jí)氧化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。

現(xiàn)在，環(huán)境正在一點(diǎn)一點(diǎn)的破壞，正需要去改善環(huán)境?；瘜W(xué)正在不斷的發(fā)展，因此現(xiàn)在可以用化學(xué)的方法去解決問題。本文將從電化學(xué)的角度去設(shè)計(jì)原電池并介紹其原理和優(yōu)點(diǎn)并講解其利用價(jià)值。實(shí)驗(yàn)部分

1.多環(huán)芳烴原電池

由于多環(huán)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(shè)計(jì)一款原電池去減少多環(huán)芳烴對(duì)環(huán)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(dǎo)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(yīng)的原理是有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。這里多環(huán)芳烴作還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)，空氣作氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)。鑒于多環(huán)芳烴的可燃性能使電池持續(xù)工作并產(chǎn)生無污染的物質(zhì)。同時(shí)，也能為生活提供電能。

2.揮發(fā)性有機(jī)物原電池

揮發(fā)性有機(jī)物常聚集于空氣中，人體易吸入體內(nèi)。因此可以設(shè)計(jì)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(jī)物則根據(jù)相似相溶原理，這里選擇乙酸為電解質(zhì)溶液。然后，用導(dǎo)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(yīng)的原理是有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。這里揮發(fā)性有機(jī)物作還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)，空氣作氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)。這個(gè)裝置不但可以吸收揮發(fā)性有機(jī)物，而且可以吸收鹵代烴。同時(shí)不用經(jīng)常補(bǔ)充乙酸。因?yàn)榉磻?yīng)可以不斷的產(chǎn)生質(zhì)子。具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

3.優(yōu)勢(shì)

這兩個(gè)原電池具有很高的經(jīng)濟(jì)性，它們都是環(huán)境友好型電池。多環(huán)芳烴原電池在自然界水體中可利用性很大，產(chǎn)生的CO2可以被湖水不斷吸收，也不會(huì)讓大量的CO2進(jìn)入自然界。揮發(fā)性有機(jī)物原電池可以在城市中利用，可以不斷的反應(yīng)，只需要隔一段時(shí)間加入乙酸即可，這兩個(gè)電池既可以不斷的提供電能，又可以改善環(huán)境。這兩個(gè)電池是新時(shí)代一個(gè)很好的產(chǎn)品。

總結(jié)

利用電化學(xué)的方法解決了污染的問題，其實(shí)，不論是是電化學(xué)還是有機(jī)化學(xué)都可以解決生活問題。要想我們的生活變得更精彩，化學(xué)還需要繼續(xù)進(jìn)步與發(fā)展。

電化學(xué)與有機(jī)化學(xué)已成為化學(xué)界的研究熱點(diǎn)。這次研究的電池就是此時(shí)的成果。若還想繼續(xù)發(fā)展，還要進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1]奚旦立，孫裕生.環(huán)境監(jiān)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(shù)處理廢水》