电(类)Fenton阴极材料的研究进展
陈一萍,郑煜铭

Research progress on the electro-Fenton-like cathode materials
Yiping Chen,Yuming Zheng
表1 不同GDEs的效能比较
电Fenton阴极 O2/(L·min-1) 实验条件及其处理效果 参考文献
蓝钨/碳黑气体扩散电极
(WO2.72/Vulcan XC72 GDEs)
0.2 在J=100 mA/cm2,pH=3,t=240 min时,H2O2的产生量大约为623 mg/L
〔电流效率(CE)=57%〕;t=120 min时,酸性橙Ⅱ染料废水的脱色率为100%;
t=360 min时,总有机碳(TOC)的去除率为58%
〔7〕
蒽醌-氮化碳气体扩散电极
(AQ-C3N4 GDEs)
在U=-0.2 V,pH=9,t=60 min时,
H2O2的产生量大约为30.04 mmol/(h·cm2)(CE=42.2%)
〔8〕
二氧化铈改性碳黑电极
(CeO2/Vulcan XC-72 GDEs)
0.2 在U=-2.7 V,pH=3,t=120 min时,H2O2的产生量大约为1 463 mg/L(CE=44.9%);
t=360 min时,扑热息痛废水中TOC的去除率为90.2%
〔9〕
活性炭气体扩散电极
(AC-GDEs)
0.2 在J=30 mA/cm2,pH=3,t=240 min时,H2O2的产生量大约为10 mmol/L;
t=720 min时,甲基橙废水的脱色率和TOC的去除率分别为100%和90%
〔10〕
3D打印聚四氟乙烯-碳衣电极
(3D PTFE-carbon cloth GDEs)
0.2 在J=40 mA/cm2,pH=3,t=180 min时,H2O2的产生量大约为495 mg/L,
电子废水TOC的去除率为80%
〔10〕
炭黑-碳衣电极
(Carbon black-carbon cloth GDEs)
0.2 在J=25 mA/cm2,t=120 min时,H2O2的产生量大约为832 mg/L 〔10〕
不锈钢-炭黑电极
(Stainless steel-carbon black GDEs)
0.1 在U=4 V,pH=7,t=120 min时,H2O2的产生量大约为1 550 mg/L 〔10〕
多壁碳纳米管气体扩散电极
(MWNT-GDEs)
0.1 在J=3.5 mA/cm2,t=180 min时,H2O2的产生量大约为1 002.4 mg/L 〔10〕
炭黑-聚四氟乙烯气体扩散电极
(Carbon black and PTFE GDEs)
0.2 在J=33 mA/cm2,pH=3,t=120 min时,H2O2的产生量大约为595 mg/L(CE=47%);
t=180 min时,甲基橙的降解率为96%
〔10〕
碳纳米管气体扩散电极
(CNTs-GDEs)
0.25 在I=200 mA,pH=3,t=180 min时,H2O2的产生量大约为1 221.8 mg/L(CE=48.2%);
t=10 min时,阿司匹林的降解率为100%;t=60 min时,TOC的去除率为62%
〔11〕
介孔碳气体扩散电极(Mesoporous carbon GDEs) 6.895 kPa在J=150 mA/cm2,pH=3,t=240 min时,H2O2的产生量大约为10.85 mmol/L
(CE=80%),阿莫西林的降解率和TOC的去除率分别为100%和55%
〔12〕
石墨烯@石墨基气体扩散电极
(Graphene@graphite-based GDEs)
0.06 在J=20 mA/cm2,pH=3,t=60 min时,H2O2的产生量大约为60 mg/L,
罗丹明B废水的脱色率和COD的去除率分别为98%和79%
〔13〕
Fe/Co双金属MOF基炭气凝胶
(MOF(2Fe/Co)/carbon aerogel)
0.3 在pH=3及可见光照射下,当t=45 min时,20 mg/L罗丹明B废水降解率
达到100%;当t=120 min时,20 mg/L DMP废水降解率达到85%
〔14〕
含四氧化三铁的气体扩散电极
(Fe3O4/GDEs)
在U=-0.8 V,pH=3时,H2O2的产生量大约为12.8 mg/(L·h·cm2);
t=120 min时,四环素和TOC的去除率分别达到了100%和56.7%
〔15〕
氮掺杂石墨烯@碳纳米管
(nitrogen-doped GO@CNTs GDEs)
0.45 在U=-0.50 V,pH=3,t=120 min时,H2O2的产生量大约为0.62 mmol/L,
邻苯二甲酸二甲酯的降解率达到了100%;t=180 min时,TOC的去除率为51.5%
〔16〕
碳毡气体扩散电极
(Carbon felt GDEs)
0.02 当pH=3,J=21.7 mA/cm2,t=240 min时,H2O2的累积质量浓度达到94 mg/L 〔17〕
碳毡-氧化铁气体扩散电极
(Carbon felt-iron oxide GDEs)
0.02 当pH=3,J=21.7 mA/cm2,t=240 min时H2O2的累积质量浓度达到4.3 mg/L;
t=15 min时,孔雀石绿废水的脱色率为95%;t=360 min时,TOC的去除率为85%
〔17〕
负载Fe2O3的碳气凝胶
(3DOM-Fe2O3/carbon aerogel)
0.3 当pH=3,J=10 mA/cm2,t=120 min时,H2O2的产生量达到18 mg/L;
t=150 min时,吡虫啉农药的降解率为95%
〔18〕
炭黑/聚四氟乙烯/钛网电极
(Carbon black-PTFE-Ti mesh GDEs)
0.04 在J=60 mA/cm2,pH=3,t=120 min时,H2O2的产生量大约为275.5 mmol/L;
t=40 min时,苯酚的降解率为100%;t=120 min时,TOC的去除率为85%
〔19〕
有序多孔碳阴极(Highly-ordered porous carbon cathode) 0.3 在U=-0.50 V,pH=3,t=60 min时,H2O2的产生量大约为1.29 mmol/L,
邻苯二甲酸二甲酯和TOC的去除率分别超过了90%和75%
〔20〕
二氧化铈掺杂碳电极
(4%CeO2/Carbon GDEs)
在U=-2.3 V,[NaOH]=1 mol/L,t=120 min时,H2O2的产生量大约为871 mg/L 〔21〕
Printex 6L导电炭黑/聚四氟乙烯电极
(Carbon printex 6L/PTFE GDEs)
在V=-2.25 V,pH=1,t=2 h时,H2O2的产生量大约为414 mg/L(CE=22.1%) 〔22〕
石墨气体扩散电极
(Graphite GDEs)
1.5 在U=-0.80 V,pH=3,t=240 min时,H2O2的产生量大约为263 mg/L(CE=46.8%);
t=60 min时,苋菜红染料废水的脱色率为100%;t=350 min时,TOC的去除率为80.3%
〔23〕
二氧化铈/多壁碳纳米管气体扩散电极
(25%CeO2/MWNT GDEs)
0.06 在J=18 mA/cm2,[KOH]=5 mol/L,t=180 min时,H2O2的产生量大约为275 mmol/L 〔24〕
聚吡咯/二酚二磺酸酯复合膜改性的石墨阴极
(PPy/AQDS >CFMG)
0.33 在U=-0.65 V,pH=3时,H2O2的产生量大约为2 mg/(L·h·cm2)(CE为64%~73%);t=360 min时,4-硝基苯酚和TOC的去除率分别为98.8%和51.0% 〔25〕
氮掺杂碳纳米管电极
〔(NCNT)/PTFE GDEs〕
0.4 在U=-0.85 V,pH=3,t=90 min时,H2O2的产生量大约为145.62 mg/L;
t=60 min时,甲基橙的去除率接近100%
〔26〕
Fe@Fe2O3/碳纳米管气体扩散电极
(Fe@Fe2O3/CNTs GDEs)
5 在U=1.2 V,pH=6,t=120 min时,H2O2的产生量大约为1.65×10-2 mmol/L,
罗丹明B废水的脱色率为91.5%
〔27〕
碳/聚四氟乙烯气体扩散电极
(Carbon/PTFE GDEs)
0.13 在J=0.9 A/m2,pH=3,t=5 h时,H2O2的产生量大约为2.4 mg/(L·h·cm2) 〔28〕