活性炭纤维电吸附法去除工业废水中ANDMU的研究

保护水资源，进行水污染防治，是当今社会的普遍共识，对海南国际旅游岛建设更是至关重要。采用活性炭纤维电吸附法，可以增加活性炭纤维对水中污染物的吸附容量，并在吸附后对污染物进行电脱附去除，现场再生活性炭纤维，实现材料的循环利用。同时可利用电化学氧化/还原进一步降解污染物，或将其转化成可再利用的物质。因此该法能耗低，可逆性较好，不易产生二次污染，具有良好的环境友好性。.我国是咖啡因的产销大国，在咖啡因的合成工业中，产生含重要合成中间体1,3-二甲基-5-亚硝基-6-氨基脲嘧啶（ANDMU）的废水，如果不经处理直接排放，会造成严重的水资源浪费与合成中间体的损失，研究活性炭纤维电吸附法去除水中ANDMU的过程和机理，可以避免ANDMU的损失，节约水资源，使工业废水循环使用。这将为水的深度净化、污水和废水的处理提供新的水净化技术，发展循环经济。并可发展电吸附处理海南其它类型工业废水的可行性和先期研究。

ANDMU是咖啡因合成中的关键中间体，其加氢还原反应影响着咖啡因的纯度和收率。.以ACF电极的电吸附，具有提高吸附容量、降低能耗、减少二次污染和操作条件简便的环境友好的优势。本项目主要采用循环伏安法、恒电流/电压极化等方法研究ANDMU在活性炭纤维电极上的电吸附与电化学还原。在不同的pH值溶液中，电化学极化对ACF吸附ANDMU的影响不同，取决于ANDMU的存在形态。溶液体系的pH值、体系流速显著影响ANDMU在ACF电极上的电吸附行为。主要原因在于ANDMU在不同pH值的溶液中以不同的形态存在。酸性水溶液中，ANDMU主要呈现质子化形态，负极化时，ANDMU在ACF电极表面吸附增强，溶液中ANDMU浓度降低：正极化时，ANDMU可以从ACF电极表面脱附，呈现一定程度的可逆性。ANDMU在ACF电极上的电吸附具有复杂的机理。在电位-0.3V vs. SCE, ANDMU可以在ACF电极上发生加氢还原反应生成DADMU。提示咖啡因的绿色电化学合成具有较好的可行性基础。负极化再生后的ACF对ANDMU二次吸附量可以恢复为初始吸附量的80%，提示电化学再生ACF具有潜在的应用优势和前景。