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石墨-PTFE阴极的制备及电芬顿反应处理染料废水

2020-12-09阅读(553)

石墨-PTFE阴极的制备及电芬顿反应处理染料废水

论文摘要

为了防止有毒染料废水在环境中的积累,人们研究了各种各样的处理染料废水的方法。其中,用间接电化学氧化法处理有毒和难生物降解的有机废水越来越受到人们的关注,例如能够电生过氧化氢的电芬顿法和光电芬顿法等。本文开展了电芬顿法氧化处理酸性品红、甲基橙和2,4-二氯苯酚染料废水的研究。对传统的无隔膜电芬顿系统进行了改进,采用磁力搅拌代替传统的氧气扩散或气体喷射为系统供氧,简化了供氧装置。自制了石墨-聚四氟乙烯（PTFE）阴极,研究了石墨-PTFE阴极的制备工艺和影响其活性的关键因素。发现在磁力搅拌条件下,阴极产生过氧化氢的电流效率最高,煅烧温度对石墨-PTFE阴极的性能影响很大;当石墨与PTFE的质量比为3:1到4:1之间时,且阴极经350℃煅烧1 h后,阴极的活性最高;当阴极电流密度为3 mA/cm2,电解液pH值为3,电解液体积为200 mL,且采用磁力搅拌为电解液供氧,阴极面积为12 cm2时,150 min后系统中电生过氧化氢的浓度可达114 mg/L;石墨-PTFE阴极具有较高的稳定性,连续使用10次之后,过氧化氢的产量没有明显的减少,表明自制的石墨-PTFE阴极有望在实际处理染料废水中得到应用。本文还研究了由石墨-PTFE阴极和铂阳极或铁阳极组成的电芬顿系统降解酸性品红、甲基橙和2,4-二氯苯酚染料废水。发现当采用铂阳极时,外加Fe2+浓度为0.5 mmol/L,主体溶液pH值为3,采用磁力搅拌供氧,酸性品红的脱色非常快,但是苯环和中间产物的降解很困难,当采用铁阳极时（不外加Fe2+）,在其他条件不变的情况下,酸性品红的降解更为彻底;由石墨-PTFE阴极和铁阳极组成的电芬顿系统对不同浓度的甲基橙和2,4-二氯苯酚模拟废水也有较好的降解效果,可使较低浓度的2,4-二氯苯酚较彻底的降解,甲基橙的脱色则更为显著。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 染料废水概述
  • 1.1.1 染料废水的来源和特点
  • 1.1.2 染料废水的危害
  • 1.1.3 染料废水的传统处理方法
  • 1.2 电-Fenton 技术原理
  • 1.3 电-Fenton 技术研究进展
  • 2O2 法'>1.3.1 EF-H2O2法
  • 1.3.2 EF-Feox 法
  • 2O2-FeOX 法'>1.3.3 EF-H2O2-FeOX 法
  • 1.3.4 FSR 法与EF-FeRe 法
  • 1.4 其他高级氧化技术
  • 1.4.1 超临界氧化法（ SCWO）
  • 1.4.2 超声与其它技术联合应用
  • 1.4.3 高压脉冲液相放电处理技术
  • 1.4.4 纳米材料光催化氧化技术
  • 1.5 研究目的和主要内容
  • 2O2'>第2章 石墨-PTFE 阴极的制备与电产生H2O2
  • 2.1 概述
  • 2.1.1 石墨的性质
  • 2O2 的机理'>2.1.2 阴极电产生H2O2的机理
  • 2.2 试验过程
  • 2.2.1 材料、药品与试剂
  • 2.2.2 主要仪器与装置
  • 2.2.3 试验方法与步骤
  • 2.3 试验结果分析
  • 2.3.1 平衡时间的确定
  • 2O2 产量的影响'>2.3.2 煅烧温度对H2O2产量的影响
  • 2O2 产量的影响'>2.3.3 石墨与PTFE 的质量比对H2O2产量的影响
  • 2O2 产量的影响'>2.3.4 供氧方法对H2O2产量的影响
  • 2O2 产量的影响'>2.3.5 pH 值对H2O2产量的影响
  • 2O2 产量的影响'>2.3.6 电流密度对H2O2产量的影响
  • 2.3.7 阴极的活性
  • 2.3.8 阴极的稳定性
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 电-Fenton 系统处理酸性品红废水
  • 3.1 理论基础
  • 3.1.1 电化学方法去除有机污染物的特点
  • 3.1.2 电化学方法去除有机污染物的类型
  • 3.1.3 电-Fenton 法去除有机污染物的机理
  • 3.2 试验过程
  • 3.2.1 材料与试剂
  • 3.2.2 仪器与装置
  • 3.2.3 方法与步骤
  • 3.2.4 计算方法
  • 3.3 影响电-Fenton 系统处理酸性品红废水的因素
  • 3.3.1 酸性品红的性质
  • 3.3.2 酸性品红初始浓度的影响
  • 2+浓度的影响'>3.3.3 外加Fe2+浓度的影响
  • 3.3.4 供氧方式的影响
  • 2+和外加Fe2+处理效果比较'>3.3.5 电生Fe2+和外加Fe2+处理效果比较
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 电-Fenton 系统处理甲基橙和2,4-二氯苯酚
  • 4.1 试验过程
  • 4.1.1 材料与试剂
  • 4.1.2 仪器与装置
  • 4.1.3 方法与步骤
  • 4.2 电-Fenton 系统处理甲基橙废水
  • 4.2.1 甲基橙的性质
  • 4.2.2 电-Fenton 系统处理不同浓度的甲基橙废水
  • 4.3 电-Fenton 系统处理2,4-二氯苯酚废水
  • 4.3.1 2,4-二氯苯酚的性质
  • 4.3.2 电-Fenton 系统处理不同浓度的2,4-二氯苯酚废水
  • 4.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
  • 致谢
  • 作者简介

    • 相关论文文献

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