發(fā)布時(shí)間：2017-10-09 14:43

  本文關(guān)鍵詞：電吸附處理提金含氰廢水的研究

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【摘要】：本文采用陜北榆林孫家岔低變質(zhì)粉煤和煤直接液化殘?jiān)鳛樵?通過炭化及HNO_3活化改性制備新型煤基電極材料,并將其應(yīng)用于電吸附處理提金含氰廢水的過程中,深入探討了電吸附過程中總氰、銅、硫氰根等離子的去除規(guī)律及反應(yīng)機(jī)理。煤基電極材料的性能測定主要研究了炭化終溫、時(shí)間和HNO_3活化濃度、活化時(shí)間、活化溫度等因素對電極比電容、吸附容量的影響,煤基電極材料采用氮?dú)馕摳健⒀h(huán)伏安及交流阻抗測試等方法進(jìn)行分析表征。研究表明,當(dāng)炭化溫度為800℃、炭化時(shí)間90min、HNO_3濃度40%、活化時(shí)間8h、活化溫度25℃時(shí),煤基電極材料的比表面積為325m~2/g,總孔容積為0.162cm~3/g,平均孔徑為1.899nm,阻抗為3.67?,質(zhì)量比電容為120.576F/g。在2.0V電壓下電吸附5h后,沉淀后液中總氰、銅、鋅及硫氰根的離子去除率分別達(dá)到75.17%、88.48%、29.51%及47.57%。電吸附實(shí)驗(yàn)深入探討了外加電壓、pH對廢水處理過程及結(jié)果的影響。研究表明,外加電壓對電吸附過程的影響顯著,外加電壓越大,離子的去除率越大。未通電時(shí),過程只發(fā)生吸附反應(yīng);電壓低于0.4V,過程發(fā)生電吸附反應(yīng);電壓在0.5V~2.0V間,過程發(fā)生電吸附與離子富集沉淀;電壓超過2.0V時(shí),過程發(fā)生離子富集沉淀和電解沉積。氰化廢水pH不同,電吸附過程產(chǎn)生的沉淀不同。當(dāng)廢水的pH值在8.96以上時(shí),過程中會產(chǎn)生Cu_2[Fe(CN)_6]和Zn(OH)_2沉淀,pH降至8.5以下,廢水中產(chǎn)生大量的CuSCN沉淀,廢水中Cu和SCN-的離子濃度大幅降低。動力學(xué)研究表明,廢水中總氰與總Cu的電吸附行為符合二級動力學(xué)模型,平衡吸附量分別為13.73mg/g和2.45mg/g,速率常數(shù)分別為k=9.71×10~(-5)g·mg~(-1)·min~(-1)和k=2.10×10~(-5)g·mg~(1)·min~(-1),表明其吸附速率較慢。熱力學(xué)研究表明,廢水中總氰與總Cu的電吸附行為符合Freundlich等溫模型,熱力學(xué)參數(shù)ΔGo0、ΔHo0、ΔSo0,表明該電吸附過程是放熱的、自發(fā)的、吸附液從無序狀態(tài)到有序狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。
【關(guān)鍵詞】：氰化廢水 煤基電極材料 電吸附 外加電壓
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X758
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 文獻(xiàn)綜述10-24
• 1.1 氰化廢水概述10-12
• 1.1.1 氰化廢水來源及特點(diǎn)10
• 1.1.2 含氰廢水的主要組成10-11
• 1.1.3 含氰廢水的主要處理方法11-12
• 1.2 電吸附水處理技術(shù)及研究進(jìn)展12-17
• 1.2.1 電吸附水處理技術(shù)原理12-13
• 1.2.2 電吸附技術(shù)特點(diǎn)13
• 1.2.3 電吸附的影響因素13-16
• 1.2.4 電吸附工藝應(yīng)用實(shí)踐及應(yīng)用現(xiàn)狀16-17
• 1.3 煤基電極材料介紹17-22
• 1.3.1 煤基電極材料概述17
• 1.3.2 電極材料的分類及應(yīng)用17-19
• 1.3.3 煤基電極材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)及應(yīng)用19-22
• 1.4 本論文的工作22-24
• 1.4.1 背景及意義22
• 1.4.2 主要研究內(nèi)容22-24
• 2 實(shí)驗(yàn)程序24-30
• 2.1 原料24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器24-25
• 2.3 實(shí)驗(yàn)步驟25-27
• 2.3.1 煤基電極材料制備條件對其電化學(xué)性能的影響實(shí)驗(yàn)25-26
• 2.3.2 電吸附實(shí)驗(yàn)26-27
• 2.4 分析表征方法27-30
• 2.4.1 電化學(xué)性能測定27
• 2.4.2 離子去除率計(jì)算27-28
• 2.4.3 離子濃度分析測定28
• 2.4.4 比表面積（BET）和孔徑分布28-29
• 2.4.5 SEM-EDS、XRD分析29-30
• 3 煤基電極材料的電化學(xué)性能及吸附性能30-42
• 3.1 炭化工藝對電化學(xué)性能的影響30-32
• 3.1.1 炭化時(shí)間30-31
• 3.1.2 炭化終溫31-32
• 3.2 硝酸改性對電化學(xué)性能與吸附性能的影響32-41
• 3.2.1 HNO_3濃度33-37
• 3.2.2 活化時(shí)間37-39
• 3.2.3 活化溫度39-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 4 電吸附法處理提金氰化廢水實(shí)驗(yàn)研究42-68
• 4.1 電吸附CNT與總Cu的動力學(xué)、熱力學(xué)研究42-52
• 4.1.1 吸附動力學(xué)模型42-43
• 4.1.2 電吸附動力學(xué)分析43-47
• 4.1.3 吸附熱力學(xué)模型47-48
• 4.1.4 電吸附熱力學(xué)分析48-52
• 4.2 外加電壓的影響研究52-61
• 4.2.1 煤基電極材料循環(huán)伏安曲線的測定52-53
• 4.2.2 外加電壓對電吸附過程的影響53-55
• 4.2.3 電吸附過程的現(xiàn)象分析55
• 4.2.4 pH的變化影響55-56
• 4.2.5 陽極板的SEM-EDS分析56-58
• 4.2.6 不同外加電壓電吸附機(jī)理分析58-61
• 4.3 電吸附過程對溶液pH的影響研究61-66
• 4.3.1 電吸附過程中溶液離子分析61
• 4.3.2 電吸附過程的現(xiàn)象分析61-62
• 4.3.3 XRD分析62-63
• 4.3.4 電吸附過程對pH的變化影響63-64
• 4.3.5 溶液pH與離子濃度的關(guān)系64-66
• 4.4 本章小結(jié)66-68
• 5 結(jié)論68-70
• 參考文獻(xiàn)70-76
• 附錄 研究生學(xué)習(xí)階段發(fā)表論文及其他成果76-78
• 致謝78

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本文編號：1000767