因此，电流密度也是影响该体系去除水中双氯芬酸效能的一 个重要因素
在本节实验中，控制双氯芬酸浓度为40 μM；PM浓度为0.1 m M； PDS浓度为0.5 mM；双氯芬酸溶液初始pH为5.5，不作调节；设电流密度为1.14 m A cm- 2、2.85 mA cm -2、5.71 mA cm -2、11.42 mA cm -2、17.14 mA cm -2
实验结果 如图5.3（a）所示，动力学拟合结果所示
当电流密度为1.14 mA cm- 2，即通入电流大小仅为20 mA 时，E-PM-PDS体系在30 min内对双氯芬酸的去除率即可达到97.27%
而当体系 未通入电流时，在30 min内仅能去除26.52%的双氯芬酸
去除率的显著提高说明 只需要通入微电流即可有效激发电、PM、PDS三者之间的协同作用，该结果进一步证明了电场在E-PM-PDS体系中的重要作用
当电流密度从1.14 m A cm- 2增加 至11.42 mA cm- 2，即通入电流从20 mA增加至200 mM时，E-PM-PDS体系对双 氯芬酸的去除率从97.27%增加至100%，动力学常数由13.39×10- 2 min- 1提高至 26.89×10- 2 min- 1
这可能是由于随着电流强度的增加，电场对PM的活化作用增强， 同时也促进了MnO2对PDS的活化作用
但值得注意的是，当电流密度进一步提 高至17.14 m A cm- 2，即通入电流为300 m M时，体系去除双氯芬酸的动力学常数 反而减小，为20.94×10- 2 min- 1
这可能是因为：一方面，体系中污染物和氧化剂 的量有限，过高的电流密度不能被有效利用；另一方面，过高的电流会增强电解 水副反应的竞争，从而导致体系的电流效率降低[ 62]
因此，在体系的实际运行中， 应综合考虑污染物去除效果和体系能耗成本，对最佳电流密度工况进行选择
溶液初始p H影响在高级氧化过程中，pH对于污染物的去除效率具有显著影响[ 113,148]
因此， 探究不同pH条件下E-PM-PDS体系去除双氯芬酸的效果对于了解该体系的最佳运 行工况具有重要意义
在本节实验中，控制双氯芬酸浓度为40 μM；PM浓度为0.1 m M；PDS浓度为0.5 m M；电流密度为11.42 m A cm- 2；调节溶液初始pH值分别 为3、5、7、9、11
E-PM-PDS体系在不同初始pH条件下降解双氯芬酸的实验结 果如图5.4（a）所示，并对各条件下的降解过程进行动力学拟合，发现均符合拟 一级动力学模型，结果如图5.4（b）所示
从图5.4中可以看出，当溶液初始pH为3时，体系对双氯芬酸的降解效果最 好，在10 min内即可实现100%的去除率，动力学常数高达59.43×10- 2 min- 1
当体 系溶液初始pH为5时，虽然也能够在25 min内去除100%的双氯芬酸，但其动力 学常数为28.29×10- 2 min- 1，相较于初始pH = 3时有明显下降
进一步提高溶液初 始pH为7、9、11，体系去除双氯芬酸的效率逐渐降低
上述结果表明酸性条件 更有利于E-PM-PDS体系对双氯芬酸的快速去除，这可能是由于在酸性条件下PM 具有更高的氧化还原电位，且更容易被活化[ 106,149]
同时，三价锰Mn(III)在碱性条 件下易发生歧化反应[ 150]，这会导致体系的氧化能力降低
此外，碱性条件也会影 响MnO2表面的性质，进而影响其对PDS的活化效果[ 72,127]
但值得注意的是，在 初始pH = 9的碱性条件下，体系仍能在30 min内去除96.85%的双氯芬酸，动力学 常数达到12.07×10- 2 min- 1，而当初始pH = 11时，降解率仅为46.25%，动力学常 数为2.11×10- 2 min- 1
利用pH计监测反应过程中体系的pH变化并测定在不同初始 pH条件下E-PM-PDS体系反应30 min后的最终pH值，
结果 表明在E-PM-PDS体系中溶液pH会随着反应的进行而逐渐降低，初始pH为3、5、 7、9、11的体系反应30 min后，pH分别降低至2.96、3.97、4.13、4.15、6.50
