氯介导电化学高级氧化技术：高盐废水中对硝基酚的高效降解与资源化利用

本文创新性地构建了以RuO2/Ti泡沫为阳极的氯介导电化学高级氧化（EAO-Cl）系统，通过将废水中的Cl-原位转化为活性氯物种（RCS），实现了高盐废水中对硝基酚（PNP）的高效降解（120分钟去除率95.4%）。研究发现氯自由基（·Cl）是主导氧化剂（贡献率60%），并揭示了PNP的降解路径，提出"以废治废"新策略，为高盐废水处理提供了能耗低（5.22 kWh/m3）的解决方案。

　　

Highlight

本研究采用RuO₂/Ti泡沫阳极构建的EAO-Cl系统，在高盐条件（342 mM NaCl）下仅需120分钟即可降解95.4%的对硝基酚（PNP），反应动力学常数提升14倍。通过电子自旋共振（ESR）和淬灭实验证实，氯自由基（·Cl）是主导氧化剂（贡献率60%），系统能耗仅5.22 kWh/m³，实现了"以废治废"的创新理念。

Chemicals and materials

实验所用对硝基酚（PNP）、氯化钠（NaCl）等试剂购自麦克林公司，5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物（DMPO）作为自旋捕获剂用于自由基检测。

PNP degradation performance

盐浓度从25 mM提升至342 mM时，PNP降解效率显著提高（图1a）。在342 mM NaCl条件下，系统表现出最优降解性能（95.4%去除率），反应符合准一级动力学（k=0.0265 min^-1）。

Conclusions

EAO-Cl系统成功将高盐废水中的Cl^-转化为活性氯物种（RCS），不仅解决了PNP污染问题，还实现了盐分的资源化利用。该系统在pH 3-9范围内均保持稳定性能，连续流模式下单次处理即可实现PNP近完全去除，为工业高盐废水处理提供了新思路。