论文题目: 原位电生成活性氯氧化降解脱色蒽醌染料
论文类型: 博士论文
论文专业: 环境工程
作者: 杨蕴哲
导师: 杨凤林
关键词: 染料废水,蒽醌染料,脱色,间接电氧化,恒电位,恒电流,形稳电极
文献来源: 大连理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 染料废水具有组成复杂、色度高,COD、TOC含量高,悬浮物多,水质、水量变化大,难降解物质多等特点,是难处理工业废水之一。电化学水处理方法作为一种环境友好技术,具有无需或少量投加化学药剂并无污泥的累积,多功能性,高的能量效率,便于自动化,处理设备简单等优点,在染料废水处理领域,越来越受到人们的重视。目前,采用电化学方法处理处理偶氮染料的研究较多,而对染料品种中的第二大类染料-葸醌染料处理的研究尚不多见。本文针对一种葸醌染料活性艳蓝KN-R(C.I.Rcactive Blue 19) ,采用间接电化学氧化方法进行处理。以该染料在紫外和可见光区内的两个特征吸收波长下的吸光度为主要测定指标(以最大可见波长592nm处的吸光度A592表征染料的脱色;以255nm处的吸光度A255表征染料芳环结构的氧化降解),对该染料的脱色及其芳环结构的氧化降解过程进行了同步实验分析。分别在有隔膜和无隔膜电解槽中,以形稳电极为阳极、石墨为阴极,在恒电位和恒电流两种模式下,考察了电极电位、电流密度、氯化钠浓度、染料浓度、溶液初始pH值、温度、支持电解质硫酸钠浓度对该种葸醌型染料脱色及其母体芳环结构氧化降解效果的影响;对其氧化降解脱色的机理进行了初步的探讨。在重点考察阳极对染料脱色及其芳环结构氧化降解效果影响的同时,对阴极作用的影响也进行了分析。实验结果表明,在有隔膜电解槽中,在电极电位E=1. 13V、0. 1mol/LNa2SO4、 0. 5mol/L NaCl、0. 1mmol/L活性艳蓝KN-R、初始pH=6. 4、 T=30℃的条件下,经4h的电解,A592可达100%的降低说明染料达到100%的脱色;而A255有40%左右的降低说明染料芳环结构受到一定程度的破坏,其能耗为0. 12(kWh/m3) ;在电流密度为15A/m2、 0. 1 mol/L Na2SO4、 0. 2mol/L NaCl、0. 1mmol/L活性艳蓝KN-R、初始pH=6. 4、 T=30℃的条件下,经4小时的电解,可使染料达到100%的脱色,染料芳环结构的降解可达到45%左右,其能耗为0. 19(kWh/m3) 。在无隔膜电解槽中,在电流密度为15A/m2、 0. 1 mol/L Na2SO4、 0. 2mol/L NaCl、0. 1mmol/L活性艳蓝KN-R、初始pH=6. 4、 T=30℃的条件下,经6小时的电解,可使染料达到90%左右的脱色,染料芳环结构的降解可达到32%左右,其能耗为0. 27(kWh/m3) 。在上述各条件下的整体电氧化过程中,电解液均未发生矿化;染料的脱色及其芳环结构氧化降解过程均遵循准一级动力学,且染料脱色的速率常数要高于染料芳环结构氧化降解速率常数,即染料的脱色比染料苯环结构的氧化降解要容易进行;间接电氧化在染料的氧化降解脱色过程中起主导作用,直接电氧化作用不显著。在有隔膜电解槽及恒电位模式下,电极电位、氯化钠浓度、电解液的初始pH值、染料浓度是影响染料脱色及其芳环结构氧化降解的主要因素,而温度和支持电解质浓度影响不大;在有隔膜电解槽及恒电流模式下,电流密度、氯摘要化钠浓度、温度、染料浓度是影响染料脱色及其芳环结构氧化降解的主要因素,而电解液的初始pH值和支持电解质浓度影响不大;在无隔膜电解槽及恒电流模式下,电流密度、氯化钠浓度、电解液的初始pH值、温度、染料浓度是影响染料脱色及其芳环结构氧化降解的主要因素,而支持电解质硫酸钠浓度的影响不大。 在本实验条件下,阴极作用对活性艳蓝KN一R及其芳环结构影响不大。 对于染料的脱色而言,在有隔膜电解槽中的脱色效果要好于无隔膜电解槽,但随电流密度的增加,两者间的差别减少;对于染料母体芳环结构的降解而言,所不同的是,当电流密度超过ZOA/mZ,在无隔膜电解槽中的染料母体芳环结构的降解虽在反应初始时低于有隔膜电解槽,但在反应后期要好于有隔膜电解槽。另外,随氯化钠浓度的增加,在有隔膜电解槽和无隔膜电解槽中,染料的脱色及其母体芳环结构的降解的差别减小。 强碱性条件下,不利于采用无隔膜电解槽降解脱色染料废水。在不同电流密度下,无隔膜电解槽的能耗均比有隔膜电解槽的能耗高。关键词:染料废水;葱醒染料;脱色;间接电氧化;恒电位;恒电流;形稳电 极
论文目录:
0 前言
1 概述
1．1 染料及印染废水的基本特性
1．1．1 染料的种类
1．1．2 染料的发色原理
1．1．3 蒽醌染料的颜色与结构
1．1．4 染料及印染废水来源与性质
1．2 染料及印染废水处理的常规方法
1．2．1 物理处理方法
1．2．2 化学处理方法
1．2．3 生物处理方法
1．3 小结
参考文献
2 电化学氧化还原处理染料及印染废水的基本原理与研究
2．1 电化学氧化处理方法的基本原理
2．1．1 电化学氧化处理方法及其特点
2．1．2 电化学阳极氧化处理方法的基本原理
2．2 电化学氧化处理染料及印染废水的研究现状
2．2．1 染料及印染废水的直接电氧化脱色
2．2．2 染料及印染废水的间接电化学氧化脱色
2．3 电化学还原法处理染料及印染废水的研究现状
2．4 小结
参考文献
3 研究的目的、内容与方法
3．1 研究目的及意义
3．2 研究内容
3．3 研究方法
3．3．1 实验装置
3．3．2 实验材料
3．3．3 模拟活性艳蓝KN-R染料废水的配制
3．3．4 电极的处理
3．3．5 实验过程与分析
3．3．6 活性艳蓝KN-R染料溶液的标准曲线
参考文献
4 蒽醌染料活性艳蓝 KN-R在不同电极上的伏安特性
4．1 活性艳蓝 KN-R在石墨电极上的伏安特性
4．1．1 实验条件与方法
4．1．2 实验结果与分析
4．2 活性艳蓝 KN-R在 RuO_2/Ti电极上的伏安特性
4．2．1 实验条件与方法
4．2．2 实验结果与分析
4．3 小结
参考文献
5 恒电位下原位电生成活性氯处理蒽醌染料活性艳蓝 KN-R
5．1 活性艳蓝 KN-R在阳极室中的脱色及其母体芳环结构的氧化降解
5．1．1 活性艳蓝 KN-R氧化降解脱色的影响因素
5．1．2 紫外光谱及 TOC的测定
5．2 活性艳蓝 KN-R在阴极室中的变化
5．2．1 阳极控电位过程中阴极电位的变化
5．2．2 活性艳蓝 KN-R电解液吸光度的变化
5．2．3 阴极室电解液pH变化
5．3 恒电位下隔膜电解槽的能耗分析
5．3．1 电流密度的变化
5．3．2 槽压的变化
5．3．3 能耗变化
5．4 小结
参考文献
6 恒电流下原位电生成活性氯处理蒽醌染料活性艳蓝 KN-R
6．1 在有隔膜电解槽中活性艳蓝 KN-R的氧化降解
6．1．1 阳极液中染料氧化脱色降解的影响因素
6．1．2 紫外光谱及 TOC的测定
6．1．3 活性艳蓝 KN-R在阴极室中的变化
6．1．4 恒电流模式下电解槽的能耗分析
6．2 在无隔膜电解槽中活性艳蓝 KN-R的氧化降解
6．2．1 影响活性艳蓝 KN-R氧化降解脱色的因素
6．2．2 紫外光谱及 TOC的测定
6．2．3 阴极电极电位的变化
6．2．4 不分隔的电化学反应器的能耗分析
6．3 小结
7 有无隔膜电解槽中活性艳蓝 KN-R降解脱色的对比
7．1 影响因素对活性艳蓝 KN-R氧化降解动力学过程影响的对比
7．1．1 电流密度影响比较
7．1．2 氯化钠浓度影响对比
7．1．3 pH变化影响的对比
7．2 有无隔膜电解槽能耗对比
7．3 小结
8 结论、创新点与建议
附录 攻读博士学位期间发表论文情况
致谢
发布时间: 2005-07-04
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