HNO 3 /TiO 2 改性活性炭電極制備及性能表征
發(fā)布時間:2021-02-21 14:11
電吸附技術是一種新興水去離子處理方法,性能優(yōu)良的電極材料是其研究的重點。本實驗選取孔結(jié)構豐富的市售活性炭作為電極材料,對活性炭材料進行鹽酸去灰分處理,研究了電極制備工藝和硝酸改性、載鈦改性工藝。采用SEM、FTIR、BET、EDS、XRD、TEM、灰分、碘值等表征活性炭的理化性能;采用循環(huán)伏安法表征分析了活性炭電極的電化學性能;并通過除鹽實驗評價電極的電吸附性能。采用鹽酸酸洗法對市售活性炭進行預處理。結(jié)果表明,HCl酸洗使活性炭的表面雜質(zhì)減少,比表面積提高18.3%,灰分去除75%,碘吸附值明顯增大,表明鹽酸酸洗使活性炭的微孔增多,比表面積增大。通過正交實驗優(yōu)化活性炭硝酸改性工藝,得出最佳的硝酸改性條件為:HNO3濃度10%,溫度40℃,時間為3h。此條件下所制活性炭的比表面積為925.362m2/g,比電容為92.37F/g。且經(jīng)硝酸改性后,活性炭酸性含氧官能團增加。采用正交試驗,確定了溶膠凝膠法載鈦改性活性炭的最佳工藝參數(shù)為:鈦酸丁酯固定6mL,活性炭2 g,無水乙醇30 mL,冰醋酸2 mL,去離子水4.5 mL,鹽酸0.25mL。二氧...
【文章來源】:西安工程大學陜西省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
電吸附去離子結(jié)構示意圖
電吸附去離子技術示意圖見圖 1-2。圖(a)為電吸附去離子的過程,當兩塊電極板帶正負電時,進水中的帶電離子分別向相反電荷方向遷移,隨著離子的定向轉(zhuǎn)移,使得溶液中離子濃度下降,從而實現(xiàn)離子的去除。在電極飽和后,去掉電源,將正負電極進行短路連接或反向連接,使所吸附的離子脫落從電極板脫落,電極板的吸附能力得以再生[20]。電極雙電層電容值越高,離子去除效率越大[21]。圖 1-2 電吸附去離子結(jié)構示意圖電吸附模塊(EST)是電吸附去離子裝置中最核心的原件,該模塊是通過緊固件和固定端板將多對電極和隔離體以及集電極固定,從而組成一個整體的電吸附處理單元。該單元可由電化學、水力學等可控條件設計而成,其結(jié)構如圖 1-3。(a)(b)
實驗技術路線
【參考文獻】:
期刊論文
[1]苦咸水反滲透淡化中影響膜面的污染因素[J]. 宋躍飛,李鐵梅,周建國,蘇保衛(wèi),高從堦. 環(huán)境化學. 2015(01)
[2]超大孔容中孔活性炭制備及吸附性能[J]. 許巖,楊欣,程雅文,馬海龍,楊亞提. 實驗技術與管理. 2015(01)
[3]預處理方法對活性炭結(jié)構及吸附性能的影響[J]. 李海紅,李紅艷. 粉末冶金材料科學與工程. 2014(04)
[4]石墨-活性炭纖維復合電極電吸附處理含鹽廢水的研究[J]. 周貴忠,王兆豐,王絢,李文倩,李少香. 環(huán)境科學. 2014(05)
[5]硝酸改性活性炭對模擬汽油中苯并噻吩的吸附[J]. 張志剛,馬研研,范俊剛,孫向樂,李文秀. 石油學報(石油加工). 2014(01)
[6]Coking wastewater treatment for industrial reuse purpose: Combining biological processes with ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis[J]. Xuewen Jin,Enchao Li,Shuguang Lu,Zhaofu Qiu,Qian Sui. Journal of Environmental Sciences. 2013(08)
[7]關于中國北方水資源問題的再認識[J]. 張建云,賀瑞敏,齊晶,劉翠善,王國慶,金君良. 水科學進展. 2013(03)
[8]A system dynamics approach for water resources policy analysis in arid land:a model for Manas River Basin[J]. ShanShan DAI 1,LanHai LI 2,3,HongGang XU 4,XiangLiang PAN 2,XueMei LI 2,3 1 Faculty of Hospitality and Tourism Management,Macau University of Science and Technology,Macau 999078,China;2 State Key Laboratory of Desert and Oasis Ecology,Xinjiang Institute of Ecology and Geography,Chinese Academy of Sciences,Urumqi 830011,China;3 Xinjiang Key Lab of Water Cycle and Utilization in Arid Zone,Xinjiang Institute of Ecology and Geography,Chinese Academy of Sciences,Urumqi 830011,China;4 School of Tourism Management,Sun Yat-sen University,Guangzhou 510275,China. Journal of Arid Land. 2013(01)
[9]污泥基活性炭去除水中重金屬離子效能與動力學研究[J]. 包漢峰,楊維薇,張立秋,封莉. 中國環(huán)境科學. 2013(01)
[10]碳納米管電極壓片成型條件優(yōu)化與脫鹽性能研究[J]. 陳新金,王越,徐世昌,張玉潔,吳雅菲,王紀孝. 化學工業(yè)與工程. 2013(01)
博士論文
[1]電容去離子法電極材料脫鹽特性及處理提釩高鹽廢水研究[D]. 黃偉.武漢理工大學 2014
[2]碳納米管電化學特性及去離子電容應用研究[D]. 王新征.華東師范大學 2006
碩士論文
[1]污水再生利用的健康風險分析[D]. 馬傳蘋.天津大學 2007
[2]活性炭負載二氧化鈦光催化劑的制備、表征及應用[D]. 李經(jīng).天津大學 2005
本文編號:3044462
【文章來源】:西安工程大學陜西省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
電吸附去離子結(jié)構示意圖
電吸附去離子技術示意圖見圖 1-2。圖(a)為電吸附去離子的過程,當兩塊電極板帶正負電時,進水中的帶電離子分別向相反電荷方向遷移,隨著離子的定向轉(zhuǎn)移,使得溶液中離子濃度下降,從而實現(xiàn)離子的去除。在電極飽和后,去掉電源,將正負電極進行短路連接或反向連接,使所吸附的離子脫落從電極板脫落,電極板的吸附能力得以再生[20]。電極雙電層電容值越高,離子去除效率越大[21]。圖 1-2 電吸附去離子結(jié)構示意圖電吸附模塊(EST)是電吸附去離子裝置中最核心的原件,該模塊是通過緊固件和固定端板將多對電極和隔離體以及集電極固定,從而組成一個整體的電吸附處理單元。該單元可由電化學、水力學等可控條件設計而成,其結(jié)構如圖 1-3。(a)(b)
實驗技術路線
【參考文獻】:
期刊論文
[1]苦咸水反滲透淡化中影響膜面的污染因素[J]. 宋躍飛,李鐵梅,周建國,蘇保衛(wèi),高從堦. 環(huán)境化學. 2015(01)
[2]超大孔容中孔活性炭制備及吸附性能[J]. 許巖,楊欣,程雅文,馬海龍,楊亞提. 實驗技術與管理. 2015(01)
[3]預處理方法對活性炭結(jié)構及吸附性能的影響[J]. 李海紅,李紅艷. 粉末冶金材料科學與工程. 2014(04)
[4]石墨-活性炭纖維復合電極電吸附處理含鹽廢水的研究[J]. 周貴忠,王兆豐,王絢,李文倩,李少香. 環(huán)境科學. 2014(05)
[5]硝酸改性活性炭對模擬汽油中苯并噻吩的吸附[J]. 張志剛,馬研研,范俊剛,孫向樂,李文秀. 石油學報(石油加工). 2014(01)
[6]Coking wastewater treatment for industrial reuse purpose: Combining biological processes with ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis[J]. Xuewen Jin,Enchao Li,Shuguang Lu,Zhaofu Qiu,Qian Sui. Journal of Environmental Sciences. 2013(08)
[7]關于中國北方水資源問題的再認識[J]. 張建云,賀瑞敏,齊晶,劉翠善,王國慶,金君良. 水科學進展. 2013(03)
[8]A system dynamics approach for water resources policy analysis in arid land:a model for Manas River Basin[J]. ShanShan DAI 1,LanHai LI 2,3,HongGang XU 4,XiangLiang PAN 2,XueMei LI 2,3 1 Faculty of Hospitality and Tourism Management,Macau University of Science and Technology,Macau 999078,China;2 State Key Laboratory of Desert and Oasis Ecology,Xinjiang Institute of Ecology and Geography,Chinese Academy of Sciences,Urumqi 830011,China;3 Xinjiang Key Lab of Water Cycle and Utilization in Arid Zone,Xinjiang Institute of Ecology and Geography,Chinese Academy of Sciences,Urumqi 830011,China;4 School of Tourism Management,Sun Yat-sen University,Guangzhou 510275,China. Journal of Arid Land. 2013(01)
[9]污泥基活性炭去除水中重金屬離子效能與動力學研究[J]. 包漢峰,楊維薇,張立秋,封莉. 中國環(huán)境科學. 2013(01)
[10]碳納米管電極壓片成型條件優(yōu)化與脫鹽性能研究[J]. 陳新金,王越,徐世昌,張玉潔,吳雅菲,王紀孝. 化學工業(yè)與工程. 2013(01)
博士論文
[1]電容去離子法電極材料脫鹽特性及處理提釩高鹽廢水研究[D]. 黃偉.武漢理工大學 2014
[2]碳納米管電化學特性及去離子電容應用研究[D]. 王新征.華東師范大學 2006
碩士論文
[1]污水再生利用的健康風險分析[D]. 馬傳蘋.天津大學 2007
[2]活性炭負載二氧化鈦光催化劑的制備、表征及應用[D]. 李經(jīng).天津大學 2005
本文編號:3044462
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