染料及印染工业的单位产品耗水量很高,该行业废水具有水量大、色度高、成分复杂、对环境的危害大等特征,因此染料及印染废水的降解脱色处理一直是主要的环境热点之一。电催化氧化和光电催化氧化都是近年发展起来的高级氧化技术,由于具有处理效率高、操作简便、应用灵活、易于自动化、环境友好等优点,因而在染料及印染废水处理的研究中受到广泛的关注。本文分别进行了光电催化和电催化降解染料的实验。在光电催化研究中,以TiO₂为阳极,钛网为阴极,研究了活性艳红K-2BP在NaCl和Na₂SO₄电介质中的降解情况,深入探讨了两种电解质在光电催化降解染料中的作用,研究了电解质浓度,溶液pH值的影响,并探讨了在混合盐电解质存在下,活性艳红K-2BP的降解行为。研究表明,以NaCl为电解质时,Cl^-会转化为氧化性很强的活性氯,活性氯及光电的共同作用,加速了染料的降解。以Na₂SO₄为电解质时,SO₄^2-在光电的作用下将发生两类反应,一部分SO₄^2-捕获光生空穴和HO·,对光电催化降解染料起抑制作用;另一部分SO₄^2-将发生反应生成H₂O₂,对染料降解起促进作用。在进行电催化降解实验时,我们用自制的钛基RuOx-PdO为电极,以常见的一种染料甲基橙为底物,浓度为100mg/L,以0.1mol/L NaCl为电解质,进行了电催化氧化降解的研究,通过多种分析手段,对甲基橙降解的中间产物进行了检测。研究表明,电解过程中能够产生小分子量物质,氯取代物,苯衍生物,长链烷烃,及无机阴离子等物种。氯代物的产生表明电解过程中生成的活性氯攻击甲基橙分子,使其发生断键,参与降解反应。长链烷烃的出现表明氮与甲基相连的C-N键能够在反应中断裂,生成含有甲基的自由基。含有两个苯环的有机物的出现表明,在反应中生成的一些有机物除了可以被继续降解外,还可以发生聚合反应,生成较复杂的有机物。然后再进一步被降解掉。综合各种数据,我们推测了甲基橙的电降解机理。其降解机理大致如下所述,分三个步骤:首先,电氧化过程中产生的活性氯、羟基等活性物种,进攻甲基橙分子,从而产生断键。活性氯可以进攻偶氮与苯环相连的C-N键,形成氯取代物;磺酸基也受到攻击,而从分子上脱去,形成SO₄^2-;偶氮基团可能转化为N2,或其他含氮阴离子;氮与甲基相连的C-N键也发生断裂,形成甲基自由基。然后,第一步形成的物质进行聚合或再分解,其中含甲基的自由基发生聚合反应从而生成了饱和长链烷烃,同时也可以相结合而生成小分子化合物;第一步生成的氯取代物及其他可能存在的有机物,进一步被活性物质攻击,发生断键,并可能与生成的羟基,含甲基的自由基等相结合,近而生成其他苯的衍生物,同时这些物质也可能发生聚合而生成含两个苯环的化合物,及其他可能的复杂有机物。最后,以上生成的物质进一步被降解,最终矿化而转化为CO₂,H₂O及无机离子。