本文關(guān)鍵詞：電化學還原水中硝酸根的銅電極改性研究　出處：《北京化工大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 水處理 硝酸根 灼燒Cu電極 納米晶體

【摘要】：地表水及地下水中日益嚴重的硝酸鹽污染已經(jīng)影響了世界范圍內(nèi)飲用水質(zhì)安全,EPA規(guī)定飲用水中硝酸根濃度應(yīng)不高于10 mg/L(以N03-N計)。水中硝酸根處理技術(shù)包括生物法、化學還原法、電化學還原法、物理化學法等。電化學還原水中硝酸根運行費用低且對硝酸根去除徹底,受到了科研工作者的廣泛關(guān)注。金屬銅材料是一種有效的硝酸根電化學還原陰極材料,而通過在不同基底材料上電鍍一層新鮮的銅表面,更可以達到增加電極表面積并提高電極表面硝酸根還原活性的作用,然而鍍銅層在反應(yīng)過程中存在易氧化失活等缺點,其限制了此材料在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用。本實驗中,首次提出通過對鍍銅電極進行灼燒處理,提高其還原硝酸根的活性及電極穩(wěn)定性。實驗首先使用Cu片電極、Cu/Cu及Cu/Ni還原水中硝酸根,發(fā)現(xiàn)兩種鍍銅電極還原硝酸根效果均超過未改性的Cu片電極,隨后,使用灼燒Cu/Ni電極還原水中硝酸根,發(fā)現(xiàn)此電極在-0.8 V～-2.0V范圍內(nèi)還原硝酸根效果超過鍍銅電極。LSV掃描測試結(jié)果同樣顯示,硝酸根在灼燒Cu/Ni電極表面還原電位比鍍銅電極及Cu片電極正移約250 mV,硝酸根還原峰電流提高20%-50%,證明硝酸根在灼燒Cu/Ni電極表面還原活性更高。對此灼燒Cu/Ni電極制備方法進行了優(yōu)化,得出的最優(yōu)電極制備方法為在300 oC條件下灼燒經(jīng)過-1 A恒電流鍍銅10 min制備的Cu/Ni電極0.25 h,對此電極進行表征處理后可知,此電極表面存在納米顆粒及納米線,其增加了電極表面積,提高了電極表面對硝酸根還原的催化活性。隨后,本文考察了不同電位下三種銅鎳合金(Cu：Ni=90：10、80：20、70：30)做陰極還原水中硝酸根的效果。通過實驗可知,合金材料還原硝酸根效果未明顯超過金屬Cu片電極,證明本實驗中使用的銅鎳合金并非理想的陰極還原硝酸根電極材料。隨后,通過對三種銅鎳合金進行灼燒改性,發(fā)現(xiàn)灼燒后的銅鎳合金材料還原硝酸根效果明顯提高,其還原硝酸根效果與兩種鍍銅電極相似,且銅鎳合金材料在灼燒中能保持穩(wěn)定,不會出現(xiàn)電極破碎等問題。實驗中對使用的幾種銅電極材料還原硝酸根的產(chǎn)物進行了分析,證明各種電極陰極還原硝酸根的產(chǎn)物均為亞硝酸根及氨氮,且灼燒Cu/Ni電極還原硝酸根效果最好,因此,本文中使用灼燒Cu/Ni電極還原硝酸根,測試電極長時間還原硝酸根的效果,證明電極可以在48 h內(nèi)穩(wěn)定還原硝酸根,且反應(yīng)過程中硝酸根還原電流效率可以保持穩(wěn)定。此灼燒Cu/Ni電極同樣可以快速檢測水中的硝酸根濃度,經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn),此電極可以準確檢測濃度為4.98 mg/L～90.9 mg/L范圍內(nèi)的N03--N濃度。
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X52;X703

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 毛天舒;從模擬的礦山和工廠廢液中生物分離氨和硝酸根[J];濕法冶金;2001年01期

2 顧克強;張淑芳;盛筱;;K比例H點標準加入法同時測定硝酸根和亞硝酸根[J];曲阜師范大學學報(自然科學版);2007年03期

3 羅曉艷;沈艷;任體輝;;水中硝酸根分析方法的改進[J];化肥工業(yè);2008年04期

4 李世賢;;水中硝酸根和亞硝酸根的氣相色譜測定法[J];環(huán)境工程;1984年02期

5 ;一種硝酸根電極的研制[J];分析化學;1976年02期

6 王雪芳,李玉璽,賈東方;聚氯乙烯—硝酸根膜電極的試制及應(yīng)用[J];蘭州大學學報;1977年02期

7 ;快速測定尼龍66鹽中硝酸根含量[J];合成纖維;1979年01期

8 高宏成,王文清;钚(Ⅳ)-硝酸根絡(luò)合常數(shù)的測定[J];原子能科學技術(shù);1981年04期

9 俞澄;;檢驗硝酸根的新方法[J];科技簡報;1981年06期

10 林祥欽,汪爾康;硝酸根、亞硝酸根和羥胺的脈沖極譜研究[J];冶金分析;1982年02期

相關(guān)會議論文 前7條

1 王清萍;金曉英;林英東;陳祖亮;;改性赤泥去除水中硝酸根的實驗研究[A];第六屆全國環(huán)境化學大會暨環(huán)境科學儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

2 林平;陳世勇;楊安中;楊久峰;印天壽;;硝酸根紫外吸收特性及其紫外波長切換光度分析法的研究[A];中國微量元素科學研究會第十三屆學術(shù)研討會論文集（二）[C];2006年

3 皮勇;苗雙;章福祥;關(guān)乃佳;;飲用水中硝酸根的可見光催化凈化研究[A];第十一屆全國青年催化學術(shù)會議論文集（下）[C];2007年

4 楊洪生;楊曦;展漫軍;徐瓏;;雙酚A在硝酸根和Suwannee富里酸溶液中的光解[A];第二屆全國環(huán)境化學學術(shù)報告會論文集[C];2004年

5 石文平;;氧化還原滴定法測定異噻唑啉酮組合物中硝酸根含量[A];第七屆全國微量元素研究和進展學術(shù)研討會論文集[C];2007年

6 李通;劉海津;劉國光;汪應(yīng)靈;;不同形態(tài)氮對水中環(huán)丙沙星光化學環(huán)境行為研究[A];河南省化學會2012年學術(shù)年會論文摘要集[C];2012年

7 張玉濤;孫榮國;馬明;王定勇;;硝酸根對水體汞還原的抑制作用及其機理研究[A];第六屆全國環(huán)境化學大會暨環(huán)境科學儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 曹滌環(huán);新型化肥簡介[N];中國花卉報;2005年

2 笑語;國際上新開發(fā)的化肥[N];中華合作時報;2003年

相關(guān)碩士學位論文 前4條

1 侯明韜;電化學還原水中硝酸根的銅電極改性研究[D];北京化工大學;2016年

2 郭風巧;非貴金屬材料電化學還原水中硝酸根的研究[D];北京化工大學;2014年

3 任金響;導(dǎo)數(shù)—比導(dǎo)數(shù)紫外分光光度法同時測定水樣中硝酸根和亞硝酸根的含量[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2006年

4 張利明;流動注射分析技術(shù)在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究[D];蘇州大學;2006年

，

本文編號：1321593