Nd改性PbO2阳极氧化及活性炭纤维阴极电Fenton过程处理模拟染料废水的研究

论文摘要

电催化氧化技术是一种高效降解染料废水的的处理技术。本实验分别研究Nd改性PbO2阳极氧化及活性炭纤维阴极电Fenton过程处理模拟染料废水的情况及可能的降解机理。Nd改性PbO2阳极氧化降解RB49实验结果表明：通过Nd的掺杂使得PbO2层的电催化性能和稳定性增强。经XRD和SEM分析,掺杂后的电极表面主要成分仍然为P-PbO2, Nd的主要存在形式为Nd2O3。随着Nd掺杂量的上升,PbO2层表面的结晶度和粗糙度增加。另外利用制备的未掺杂电极和不同Nd掺杂量的PbO2电极对RB49进行阳极氧化实验,考察了在一定电流密度（3OmA/cm2）和污染物初始浓度（100mg/L）下,Nd掺杂对COD的降解、电流效率及电极稳定性的影响。COD结果显示,电极的电催化性能随着Nd掺杂量的上升而上升,当Nd/Pb理论摩尔比为5%时达到最佳。加速寿命实验表明,通过Nd掺杂后的PbO2电极的寿命有极大的提高,电极稳定性更强。这可能是与改性阳极表面氧空位有关,Nd离子的掺杂为PbO2层带来了更多的氧空位,从而提高了电催化性能和电极稳定性。而ACF阴极电Fenton降解RB49实验则表明：当pH为3.0,RB49初始浓度为100 mg/L,Fe2+浓度为0.5 mmol/L,电流密度为3 mA/cm2时,反应6h后TOC降解率到达90%,表明电Fenton降解RB49模拟废水效果显著。此外,根据GC-MS测定结果显示,中间产物主要有水杨醛,水杨酸和2-亚硝基苯甲醛及其他有机类中间产物,从而推断出电Fenton降解RB49的可能途径。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 第一章 文献综述
• 1.1 染料废水概述
• 1.2 染料废水处理研究现状
• 1.2.1 物理化学法
• 1.2.2 生物处理法
• 1.2.3 高级氧化法
• 1.2.4 电化学法
• 1.3 电催化氧化原理
• 1.3.1 直接氧化
• 1.3.2 间接氧化
• 1.4 电催化氧化的研究现状
• 1.4.1 常用电极
• 1.4.2 电催化氧化存在的问题
• 1.5 研究内容及意义
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 研究意义
• 2阳极氧化降解RB49'>第二章 Nd改性PbO₂阳极氧化降解RB49
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 材料与试剂
• 2修饰电极的制备和表征'>2.2.2 PbO₂修饰电极的制备和表征
• 2.2.3 电化学性能
• 2.2.4 电催化设备和过程
• 2.2.5 样品分析
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 电极表征
• 2.3.2 电化学活性
• 2.3.3 电极稳定性
• 2.3.4 操作变量的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 活性炭纤维阴极电Fenton处理RB49
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 材料与试剂
• 3.2.2 反应装置及实验过程
• 3.2.3 分析方法
• 3.3 结果与讨论
• 2+浓度对电Fenton体系的影响'>3.3.1 Fe²⁺浓度对电Fenton体系的影响
• 3.3.2 pH对电Fenton体系的影响
• 3.3.3 染料初始浓度影响
• 3.3.4 电流密度的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 RB49电催化氧化可能降解途径
• 4.1 实验过程
• 4.2 中间产物
• 4.3 RB49可能降解途径
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文