对氯苯酚电化学降解影响因素的研究

对氯苯酚电化学降解影响因素的研究

论文摘要

氯酚类化合物是重要的有机化工原料,应用于精细化工、农药、染料、造纸、医药、木材防腐剂、杀菌剂等,这类化合物毒性高,具有较强的致癌、致畸、致突变的作用,在自然界中降解非常缓慢。本论文以对氯苯酚为模拟污染物,研究了对氯苯酚的电化学降解效果。在三电极电解槽中,采用线性伏安扫描法,研究了PbO2/Ti、石墨、铂三种阳极材料电化学氧化降解对氯苯酚效果。在三种阳极的电解体系中,对氯苯酚的线性伏安扫描曲线显示,电流密度随电极电位的升高而增大,PbO2/Ti为阳极时,升高趋势最明显,说明PbO2/Ti电极能有效地电化学催化氧化降解对氯苯酚。在PbO2/Ti为阳极、Ti板为阴极电解体系内,采用恒电流电解法,研究了pH、Cl-和ClO-等阴离子、Mn2+和Ni2+等阳离子对对氯苯酚电化学降解程度及历程的影响。采用外标法利用高效液相色谱(HPLC)检测对氯苯酚及其降解的中间产物。实验结果表明,对氯苯酚在PbO2/Ti电极上直接电氧化的产物有对苯二酚、邻苯二酚、对苯醌、顺-丁烯二酸等,最终产物为CO2。在模拟废水中,加入Cl-和ClO-,有利于对氯苯酚的降解,当溶液中含有1.25 mmol·L-1Cl-时,对氯苯酚的降解速率最快;在模拟废水中,加入1.0 mmol·L-1Mn2+和0.5 mmol·L-1Ni2+,可以不同程度地促进对氯苯酚的电氧化,特别是Mn2+的加入不但会提高对氯苯酚的转化率,而且还会提高去除率,与对氯苯酚直接电氧化相比较,对氯苯酚完全降解的时间由3 h提前到2 h。为工业上处理难降解的含酚废水开拓了新的思路,并且具有广阔的发展前景。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 氯酚的来源及危害
  • 1.3 氯酚的处理技术概况
  • 1.3.1 氯酚的生物降解
  • 1.3.2 氯酚的物理处理技术
  • 1.3.3 氯酚的化学处理技术
  • 1.3.4 氯酚的电化学处理技术
  • 1.4 本课题主要研究内容
  • 第2章 实验部分
  • 2.1 仪器与试剂
  • 2.1.1 仪器
  • 2.1.2 试剂
  • 2.2 实验装置和方法
  • 2.2.1 线性扫描伏安实验
  • 2.2.2 电解实验
  • 2.2.3 HPLC 测定中间产物
  • 第3章 对氯苯酚电化学降解影响因素及历程的研究
  • 3.1 电极的筛选
  • 3.1.1 电极电催化活性比较
  • 3.1.2 利用HPLC 测定三电极降解效果
  • 3.2 对氯苯酚直接电氧化的反应历程
  • 3.3 阴离子对对氯苯酚降解的影响
  • 3.3.1 氯离子对对氯苯酚降解的影响
  • 3.3.2 次氯酸根离子对对氯苯酚降解的影响
  • 3.4 阳离子对对氯苯酚降解的影响
  • 3.4.1 锰离子对对氯苯酚降解的影响
  • 3.4.2 镍离子对对氯苯酚降解的影响
  • 3.5 阴阳极协同作用下对氯苯酚的电化学降解
  • 3.5.1 对氯苯酚的阳极氧化
  • 3.5.2 对氯苯酚的阴极还原
  • 3.5.3 阴阳极协同作用下对氯苯酚的电化学降解历程
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
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