典型有机污染物电化学降解调控因子的研究

时间:2017-01-18 00:28 作者: 点击:次

电化学氧化技术是在电流作用下,废水中的污染物在电极上或溶液中发生氧化还原反应,达到分解或转化成无害物质的过程。因其设备体积小、操作简便易于实现自动化、与环境兼容等优点而受到研究者广泛的关注。 本研究以芳香类化合物苯胺、酸性类染料酸性红B模拟废水为对象,通过循环伏安法与整体电解获得其电化学反应特性,通过调控溶液变量考察了不同电解质体系对其降解效果的影响,并对动力学特征和降解机理进行了初步探讨。 实验研究表明: (1) 电化学降解苯胺的最佳条件为苯胺浓度508mg/L,pH=2.5,电流密度60mA/cm~2,电导率为1853μs/cm,苯胺的去除率达到45.6%,COD去除率达到33.7%; (2) 酸性红B酸性体系循环伏安图中出现一对明显的氧化还原峰,峰电势分别为-0.315V,0.289V,且对应的峰电流密度分别为12.648mA/cm~2和-3.633mA/cm~2,△E_p较大,ⅰ_(pa)/ⅰ_(pc)1,呈不可逆反应趋势; (3) 以Na_2SO_4为支持电解质时,在60mA/cm~2电流密度下,反应约4～5小时后ARB和COD的去除率分别达到81.03%和21.67%;以NaCl为支持电解质时,在30mA/cm~2电流密度下,反应约10min后ARB和COD的去除率分别达到90%和30%左右;在电芬顿体系中,在30mA/cm~2电流密度下,反应约10min后ARB的去除率达到98%左右; (4) 反应后不同体系的紫外扫描图谱表明酸性红B结构中的共轭发色体系和萘环不饱和共轭体系有不同程度的破坏,改变溶液体系的性质对降解效果有明显的提高; (5) Na_2SO_4,NaCl体系中,在不同电流密度条件下ln(c_0/c_t)～t呈线性关系符合伪一级动力学模型。 实验结果表明,通过对液相组分的调控,能产生加速电化学反应,较彻底降解底物的效果。论文所得结论为电化学法处理难降解有机污染物的技术改善提供参考。
电化学氧化 调控因子 苯胺 酸性红B
摘要4-5
Abstract5-8
引言8-9
1 文献综述9-21
1.1 电化学理论9-10
1.1.1 电极过程9-10
1.1.2 电极过程主要特征10
1.2 研究电化学的实验及变量10-11
1.3 电化学研究方法11-14
1.3.1 循环伏安法11-13
1.3.2 控制电流技术13-14
1.3.3 控制电位技术14
1.4 电化学法处理的主要类型及主要影响因素14-17
1.4.1 电化学催化氧化14-16
1.4.2 电凝聚电气浮法16
1.4.3 影响电化学催化氧化的主要因素16-17
1.5 电化学法治理废水的研究与进展17-21
2 研究目的、内容及方法21-26
2.1 研究目的和内容21
2.2 实验方法21-26
2.2.1 化学试剂21-22
2.2.2 实验仪器22
2.2.3 实验装置及分析方法22-23
2.2.4 电极的预处理23
2.2.5 实验分析方法23-26
3 电化学氧化法对苯胺模拟废水的降解特性研究26-37
3.1 苯胺模拟废水的循环伏安特性26-29
3.1.1 苯胺酸碱性条件下的循环伏安图26
3.1.2 硫酸浓度的影响26-27
3.1.3 苯胺浓度的影响27-28
3.1.4 不同扫描速率下的循环伏安图28-29
3.2 调控因子对苯胺模拟废水的整体降解的影响29-35
3.2.1 苯胺的正交实验29-32
3.2.2 电极电势对电解效果的影响32-33
3.2.3 电流密度对电解效果的影响33-34
3.2.4 苯胺浓度对电解效果的影响34
3.2.5 pH对电解效果的影响34-35
3.3 苯胺降解机理初步探讨35-37
4 电化学氧化法对酸性红 B模拟废水的降解特性研究37-55
4.1 酸性红 B模拟废水的循环伏安特性37-40
4.1.1 酸性红 B酸碱性条件下的循环伏安图37
4.1.2 硫酸浓度的影响37-38
4.1.3 ARB浓度的影响38-39
4.1.4 不同扫描速率下的循环伏安图39-40
4.2 调控因子对酸性红B模拟废水的整体降解的影响40-53
4.2.1 Na_2SO_4的影响40-44
4.2.2 NaCl的影响44-48
4.2.3 电芬顿体系48-53
4.3 酸性红B降解机理初步探讨53-55
结论与建议55-57
结论55
建议55-57
参考文献57-60