大量未經(jīng)處理的有毒有害物質(zhì)、工業(yè)廢水以及居民生活污水直接排放進(jìn)入水體，不僅造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，而且影響居民的日常生活甚至威脅人體的健康和安全。生物法等傳統(tǒng)污水處理技術(shù)難以滿足日益嚴(yán)格的處理要求，也無法有效利用污水中所含的大量化學(xué)能，是一種巨大的能源浪費(fèi)。本論文設(shè)計(jì)了一個(gè)新型的TiO2/Ti-Cu2O/Cu光催化廢水燃料電池（PFC），并針對(duì)污水中有機(jī)污染物尤其是難以生物降解的污染物的高效降解，以及降解過程中的化學(xué)能的轉(zhuǎn)化利用展開了研究。 首先，論文在HF-H2O介質(zhì)和含氟離子的檸檬酸介質(zhì)中，利用電化學(xué)陽極氧化法制備了不同規(guī)格（管長(zhǎng)、管徑）的TiO2納米管陣列薄膜電極（TNA），濕式化學(xué)法制備了Cu2O納米線薄膜電極，并采用電鏡掃描（SEM）技術(shù)觀察材料表面結(jié)構(gòu)。 其次，論文以TNA為光陽極，Cu2O納米線薄膜電極為光陰極，構(gòu)建了TiO2/Ti-Cu2O/Cu光催化廢水燃料電池，并針對(duì)陽極材料、電解質(zhì)種類和濃度、溶液pH值、底物種類和濃度、光照強(qiáng)度等因素對(duì)PFC電池性能進(jìn)行了優(yōu)化研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PFC具有良好的光電響應(yīng)，且經(jīng)過對(duì)比后發(fā)現(xiàn)管長(zhǎng)越長(zhǎng)的TNA，其于PFC體系中的...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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摘要
ABSTRACT
目錄
第一章 緒論
    1.0 課題背景
    1.1 微生物燃料電池(MFC)的發(fā)展和應(yīng)用
        1.1.1 MFC 的基本原理
        1.1.2 MFC 的發(fā)展歷史
        1.1.3 MFC 的設(shè)計(jì)
        1.1.4 影響 MFC 性能的因素
        1.1.5 MFC 應(yīng)用于污水處理
    1.2 TiO₂應(yīng)用于污水處理
        1.2.1 TiO₂的結(jié)構(gòu)與特性
        1.2.2 TiO₂有機(jī)物降解機(jī)理
        1.2.3 TiO₂的改性
    1.3 Cu₂O 應(yīng)用于污水處理
        1.3.1 Cu₂O 的結(jié)構(gòu)與特性
        1.3.2 Cu₂O 的改性
        1.3.3 Cu₂O 應(yīng)用于污染物降解
    1.4 問題的提出
    1.5 研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)材料和試劑
    2.2 TiO₂納米電極材料的制備
        2.2.1 短管 TiO₂納米管陣列(STNA)的制備
        2.2.2 中管 TiO₂納米管陣列(MTNA)的制備
        2.2.3 長(zhǎng)管 TiO₂納米管陣列(LTNA)的制備
    2.3 Cu₂O 納米電極材料的制備
    2.4 主要表征和分析儀器
        2.4.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.4.2 紫外-可見分光光度計(jì)
        2.4.3 總有機(jī)碳分析儀(TOC-V CPH)
    2.5 偶氮染料濃度的測(cè)定
        2.5.1 甲基橙濃度的測(cè)定
        2.5.2 亞甲基藍(lán)濃度的測(cè)定
        2.5.3 剛果紅濃度的測(cè)定
    2.6 光電性能的測(cè)試和表征
        2.6.1 光電性能的測(cè)試方法
        2.6.2 光電性能的表征
第三章 電極材料的制備
    3.1 TiO₂納米管陣列(TNA)薄膜的制備
    3.2 Cu₂O 納米線薄膜的制備
    3.4 本章小結(jié)
第四章 TiO₂/Ti-Cu₂O/Cu 光催化廢水燃料電池(PFC)的設(shè)計(jì)和性能研究
    4.1 引言
    4.2 光催化廢水燃料電池(PFC)的設(shè)計(jì)
    4.3 光催化廢水燃料電池(PFC)的性能
        4.3.1 TNA 管長(zhǎng)對(duì) PFC 電池性能的影響
        4.3.2 電解質(zhì)對(duì) PFC 電池性能的影響
        4.3.3 pH 對(duì) PFC 電池性能的影響
        4.3.4 底物對(duì) PFC 電池性能的影響
        4.3.5 光強(qiáng)對(duì) PFC 電池性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 PFC 的有機(jī)物降解性能
    5.1 偶氮染料脫色效果
    5.2 偶氮染料降解的動(dòng)力學(xué)特性
    5.3 偶氮染料的 TOC 去除率
    5.4 降解染料時(shí) PFC 體系的穩(wěn)定性
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號(hào)：3856126