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染料在铂和活性炭纤维电极上的电化学行为

2020-11-23阅读(72)

染料在铂和活性炭纤维电极上的电化学行为

论文摘要

本论文采用恒电位和恒电流两种工作模式,首先考察了偶氮染料苋菜红和蒽醌染料活性艳蓝KN-R在活性炭纤维（ACF）电极上的电化学脱色动力学,并讨论了其化学需氧量（COD）和总有机碳（TOC）的去除效果。结果表明,两种染料在ACF电极上因控制电位和电流密度不同而明显地分为电氧化、电还原和吸附脱色三种不同的机制。不仅电氧化可以使染料去除COD与TOC,而且电还原脱色过程中也可以脱除COD与TOC,并且电还原效果优于电氧化效果。 本论文考察了偶氮染料媒介橙R分别在ACF和Pt电极上的电还原脱色和电吸附过程。研究表明,对于媒介橙R这种水溶性相对较差的偶氮染料的去除,利用ACF的电吸附作用是很有效的。正、负极化作用都可以实现该染料在ACF上的电增强吸附,而且正极化作用影响更加显著,可以使电吸附容量比ACF开路吸附量提高2.4倍。然而当正极化电位值低于ACF零电荷电位时,极化作用则会抑制染料在ACF上的电吸附。媒介橙R在ACF上的电还原脱色动力学服从准一级动力学方程。媒介橙R在Pt和ACF上的电还原都是初步的,高效液相色谱（HPLC）定性分析表明,还原产物中没有对硝基苯胺和对苯二胺生成。 对媒介橙R而言,其在Pt上的起始还原电位绝对值比在ACF上高大约0.2V,故可能会在一定电位/电流区间内对染料在ACF上的电还原脱色有所影响,但影响不大;媒介橙R在Pt上的起始氧化电位远远高于在ACF上,故Pt基本不会影响ACF上染料的电氧化脱色,也不会对电吸附过程产生影响。故采用Pt丝为ACF供电研究染料在纯粹ACF上的电化学行为是可行的。 本论文得到了三种不同染料在ACF和Pt电极上的起始氧化和/或起始还原电位。染料在ACF上的吸附/电吸附脱色或脱除有机物源于染料本体在ACF上的吸附/电吸附;电氧化去除有机物源于染料的矿化和电氧化产物在ACF上的吸附;电还原脱色过程中有机物的脱除主要是电还原产物在ACF上的吸附造成的。对于恒电流电氧化和电还原过程,控制一定电流密度时,均需经历一个电位升高至起始氧化电位和起始还原电位的

论文目录

  • 1 电化学水处理技术研究进展
  • 1.1 概述
  • 1.2 关于染料废水
  • 1.3 电化学方法的机理过程
  • 1.3.1 电氧化
  • 1.3.2 电还原
  • 1.3.3 电吸附
  • 1.4 常用电极
  • 1.4.1 金属电极
  • 1.4.2 金属氧化物电极
  • 1.4.3 炭电极
  • 参考文献
  • 2 研究目的、意义和研究方法
  • 2.1 研究背景和目的
  • 2.2 研究内容
  • 2.3 研究意义
  • 3 ACF上偶氮染料苋菜红的电化学行为
  • 3.1 引言
  • 3.2 材料和方法
  • 3.2.1 实验装置
  • 3.2.2 电极材料与药品
  • 3.2.3 ACF电极的预处理
  • 3.2.4 染料溶液的配制
  • 3.2.5 实验方法
  • 3.2.6 分析仪器与方法
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 吸光度-浓度工作曲线
  • 3.3.2 极化曲线的测定
  • 3.3.3 恒电位模式下苋菜红的电化学脱色
  • 3.3.4 恒电流模式下苋菜红的电化学脱色
  • 3.3.5 能量分析与电流效率
  • 3.3.6 有机物去除分析
  • 3.4 小结
  • 参考文献
  • 4 ACF上蒽醌染料活性艳蓝KN-R的电化学行为
  • 4.1 引言
  • 4.2 材料和方法
  • 4.2.1 染料溶液的配制
  • 4.2.2 实验方法
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.3.1 吸光度-浓度工作曲线
  • 4.3.2 线性伏安曲线的测定
  • 4.3.3 恒电位模式下活性艳蓝KN-R的电化学脱色
  • 4.3.4 恒电流模式下活性艳蓝KN-R的电化学脱色
  • 4.3.5 COD和TOC的去除
  • 4.4 小结
  • 参考文献
  • 5 ACF上偶氮染料媒介橙R的电吸附和电还原
  • 5.1 引言
  • 5.2 材料和方法
  • 5.2.1 实验装置
  • 5.2.2 实验方法
  • 5.3 结果与讨论
  • 5.3.1 吸光度-浓度工作曲线
  • 5.3.2 循环伏安曲线的测定
  • 5.3.3 恒电位模式下媒介橙R的电化学脱色
  • 5.3.4 恒电流模式下媒介橙R的电化学脱色
  • 5.3.5 有机物脱除
  • 5.4 小结
  • 参考文献
  • 6 Pt上媒介橙R的电吸附和电还原
  • 6.1 引言
  • 6.2 材料和方法
  • 6.3 结果与讨论
  • 6.3.1 恒电位模式下媒介橙R的电化学脱色
  • 6.3.2 恒电流模式下媒介橙R的电化学脱色
  • 6.3.3 有机物增长分析
  • 6.3.4 Pt与ACF上媒介橙R电化学过程比较
  • 6.4 小结
  • 参考文献
  • 7 ACF电极性能的表征与分析
  • 7.1 引言
  • 7.2 分析仪器与方法
  • 7.3 结果与讨论
  • 7.3.1 比表面积和孔径分布分析
  • 7.3.2 X射线光电子能谱
  • 7.3.3 电化学阻抗谱
  • 7.4 小结
  • 参考文献
  • 8 结论、创新点与建议
  • 8.1 结论
  • 8.2 创新点
  • 8.3 建议
  • 附表1
  • 附表2
  • 附表3
  • 致谢
  • 附录1
  • 附录2
  • 附录3
  • 附录4

    • 相关论文文献

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