活性炭纖維陰極增強(qiáng)電化學(xué)—高錳酸鹽體系(E-ACF-PM)降解水中雙氯芬酸的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-08 05:00
近年來(lái),水資源短缺和水體污染問(wèn)題嚴(yán)峻,亟待解決。以雙氯芬酸為代表的有機(jī)藥物被頻繁檢出,但雙氯芬酸本身具有毒性,可引發(fā)人體器官病變、血液疾病、魚(yú)類組織損傷等。水處理領(lǐng)域常用的雙氯芬酸處理法存在礦化率低,解毒效果差等缺點(diǎn)。高錳酸鹽因具有氧化能力強(qiáng)、易存儲(chǔ)及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),常用作水處理劑,強(qiáng)化高錳酸鹽技術(shù)可提高其氧化能力,但存在局限性。首次的提出E-ACF-PM體系降解雙氯芬酸,并從降解效率、影響因素、反應(yīng)機(jī)理三個(gè)方面進(jìn)行分析。創(chuàng)新性的提出用活性炭纖維陰極強(qiáng)化高錳酸鹽產(chǎn)生Mn(III),氧化有機(jī)物的方法,并分析該過(guò)程中Mn的價(jià)態(tài)變化和氧化規(guī)律。首先,對(duì)比PM、E-PM及E-ACF-PM體系對(duì)雙氯芬酸的降解率,研究E-ACF-PM體系的降解效果。進(jìn)一步分析PM、ACF、E(ACF)、ACF-PM及E-ACF-PM體系對(duì)雙氯芬酸的降解率和礦化率,結(jié)果表明,E-ACF-PM體系對(duì)雙氯芬酸的降解率和礦化度均最優(yōu),實(shí)現(xiàn)了雙氯芬酸的完全降解,礦化率高達(dá)82%以上。對(duì)不同方法降解雙氯芬酸結(jié)果進(jìn)行動(dòng)力學(xué)擬合,遵循擬一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力模型,E-ACF-PM體系效果最佳。研究PM、ACF-PM及E-ACF-PM體系降...
【文章來(lái)源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
實(shí)驗(yàn)裝置
通過(guò) SEM、BET 比表面積、FTIR、EDS 及 XPS 表征手段,研究活性炭纖維表面形態(tài)以及元素變化,分析反應(yīng)機(jī)理。5.2.1 ACF 表面形態(tài)(SEM)分析為探索活性炭纖維在不同反應(yīng)體系中的作用,及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中活性炭纖維的變化,對(duì) ACF-PM 及 E-ACF-PM 體系反應(yīng)前后的活性炭纖維進(jìn)行掃描電鏡(SEM)分析。如圖 5.3(a),可以看出原始活性炭纖維表面整齊、光滑;圖 5.3(b)為經(jīng)ACF-PM 體系去除雙氯芬酸后的活性炭纖維,表面有大量白色附著物,同時(shí)表面破壞較多,產(chǎn)生少量絲狀碳;而如圖 5.3(c),E-ACF-PM 體系反應(yīng)后的活性炭纖維表面較整潔、光滑,有少許變化。產(chǎn)生以上結(jié)果的主要原因可能是:1)ACF-PM體系中活性炭纖維吸附高錳酸鹽至其表面甚至毗鄰的內(nèi)部區(qū)域,高錳酸鹽是強(qiáng)氧化劑可與活性炭纖維表面的相關(guān)官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng),從而破壞了活性炭纖維表面結(jié)構(gòu),活性炭纖維表面的附著物主要是鹽或錳氧化物;2)E-ACF-PM 體系中高錳酸鹽被活化為中間價(jià)態(tài)錳,中間價(jià)態(tài)錳迅速氧化有機(jī)物,變成可溶性低價(jià)態(tài)(如 Mn2+進(jìn)入水體中,因此表面形態(tài)依然整齊、光滑。(a) (b) (c)
重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文維會(huì)大量吸附高錳酸鉀,高錳酸鉀的氧化導(dǎo)致其表面被破壞。E-ACF-PM 體系檢測(cè)到 Mn,這可能是高錳酸鉀在陰極電場(chǎng)下轉(zhuǎn)化為活性低價(jià)態(tài)錳,能夠快速目標(biāo)污染物,生成低價(jià)態(tài)錳(如 Mn(II))進(jìn)入溶液。活性炭纖維表面的 Cl 可能是活性炭纖維對(duì)目標(biāo)污染物雙氯芬酸和硫酸鈉電解質(zhì)的吸附結(jié)果。(a) (b)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多種金屬絡(luò)合劑強(qiáng)化濕法脫硝對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究[J]. 袁園,閻蓓,陳凡,柴峰,馬雙忱. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2015(04)
[2]藥品和個(gè)人護(hù)理用品在水環(huán)境中污染狀況的研究與展望[J]. 喬鐵軍,張錫輝,歐慧婷. 給水排水. 2009(07)
[3]焦化廢水生物處理尾水中殘余有機(jī)污染物的活性炭吸附及其機(jī)理[J]. 張小璇,任源,韋朝海,陳金貴. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2007(07)
[4]城市環(huán)境污染的植物修復(fù)[J]. 劉冰,張光生,周青,宋朝霞,朱成東,高方述. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2005(01)
碩士論文
[1]腐殖酸對(duì)高錳酸鉀氧化酚類化合物的影響及機(jī)理探討[D]. 何頔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):3217750
【文章來(lái)源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
實(shí)驗(yàn)裝置
通過(guò) SEM、BET 比表面積、FTIR、EDS 及 XPS 表征手段,研究活性炭纖維表面形態(tài)以及元素變化,分析反應(yīng)機(jī)理。5.2.1 ACF 表面形態(tài)(SEM)分析為探索活性炭纖維在不同反應(yīng)體系中的作用,及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中活性炭纖維的變化,對(duì) ACF-PM 及 E-ACF-PM 體系反應(yīng)前后的活性炭纖維進(jìn)行掃描電鏡(SEM)分析。如圖 5.3(a),可以看出原始活性炭纖維表面整齊、光滑;圖 5.3(b)為經(jīng)ACF-PM 體系去除雙氯芬酸后的活性炭纖維,表面有大量白色附著物,同時(shí)表面破壞較多,產(chǎn)生少量絲狀碳;而如圖 5.3(c),E-ACF-PM 體系反應(yīng)后的活性炭纖維表面較整潔、光滑,有少許變化。產(chǎn)生以上結(jié)果的主要原因可能是:1)ACF-PM體系中活性炭纖維吸附高錳酸鹽至其表面甚至毗鄰的內(nèi)部區(qū)域,高錳酸鹽是強(qiáng)氧化劑可與活性炭纖維表面的相關(guān)官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng),從而破壞了活性炭纖維表面結(jié)構(gòu),活性炭纖維表面的附著物主要是鹽或錳氧化物;2)E-ACF-PM 體系中高錳酸鹽被活化為中間價(jià)態(tài)錳,中間價(jià)態(tài)錳迅速氧化有機(jī)物,變成可溶性低價(jià)態(tài)(如 Mn2+進(jìn)入水體中,因此表面形態(tài)依然整齊、光滑。(a) (b) (c)
重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文維會(huì)大量吸附高錳酸鉀,高錳酸鉀的氧化導(dǎo)致其表面被破壞。E-ACF-PM 體系檢測(cè)到 Mn,這可能是高錳酸鉀在陰極電場(chǎng)下轉(zhuǎn)化為活性低價(jià)態(tài)錳,能夠快速目標(biāo)污染物,生成低價(jià)態(tài)錳(如 Mn(II))進(jìn)入溶液。活性炭纖維表面的 Cl 可能是活性炭纖維對(duì)目標(biāo)污染物雙氯芬酸和硫酸鈉電解質(zhì)的吸附結(jié)果。(a) (b)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多種金屬絡(luò)合劑強(qiáng)化濕法脫硝對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究[J]. 袁園,閻蓓,陳凡,柴峰,馬雙忱. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2015(04)
[2]藥品和個(gè)人護(hù)理用品在水環(huán)境中污染狀況的研究與展望[J]. 喬鐵軍,張錫輝,歐慧婷. 給水排水. 2009(07)
[3]焦化廢水生物處理尾水中殘余有機(jī)污染物的活性炭吸附及其機(jī)理[J]. 張小璇,任源,韋朝海,陳金貴. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2007(07)
[4]城市環(huán)境污染的植物修復(fù)[J]. 劉冰,張光生,周青,宋朝霞,朱成東,高方述. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2005(01)
碩士論文
[1]腐殖酸對(duì)高錳酸鉀氧化酚類化合物的影響及機(jī)理探討[D]. 何頔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):3217750
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