發(fā)布時間：2017-06-15 09:02

  本文關(guān)鍵詞：亞氧化鈦電化學陽極氧化降解印染廢水研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電化學氧化技術(shù)在處理難降解有機廢水領(lǐng)域以高效低耗、無二次污染等優(yōu)點受到廣泛關(guān)注,而該技術(shù)對有機污染物去除率很大程度上取決于陽極材料性質(zhì),因此選擇合適的陽極材料極其重要,而鈦氧化物獨特的晶體結(jié)構(gòu)使其具有理想陽極材料的一系列特性如高的導電性、良好的電化學活性好及強耐腐蝕能力。本研究以鈦氧化物中導電性最高的亞氧化鈦為電極材料,基于電化學氧化原理,設(shè)置了雙室電化學氧化裝置,并以碳布為對照,研究了其對典型偶氮染料亞甲基藍及實際印染廢水的降解效果,以實現(xiàn)對印染廢水經(jīng)濟、高效的降解,并為新型電極材料電化學氧化處理印染廢水及工業(yè)應用發(fā)展提供可靠的理論依據(jù)。本實驗分別對碳布、亞氧化鈦電極材料進行了電化學交流阻抗(EIS)、塔菲爾(Tafel)、循環(huán)伏安(CV)、計時恒電位及電極加速壽命等一系列電化學測試。其中,EIS結(jié)果表明亞氧化鈦的導電性與碳布相似,但其電荷轉(zhuǎn)移內(nèi)阻遠小于碳布,且交換電流密度高于碳布兩個數(shù)量級,有利于物質(zhì)在電極表面的傳輸。在CV測試中,亞氧化鈦陽極的氧化峰電流高于碳布陽極一個數(shù)量級,同時亞氧化鈦具有2.5V(vs.SCE)的高析氧電位,即其活性遠遠大于碳布陽極,此外,從200圈CV掃描結(jié)果表明,亞氧化鈦具有很高的電化學穩(wěn)定性,最后,加速電極壽命測試中,經(jīng)計算得出亞氧化鈦在一般工業(yè)電流密度下工作壽命為30年,而碳布僅為7年。因此,基于亞氧化鈦具有導電性高、電化學活性好、電位窗寬、穩(wěn)定性好特點,將其應用于電化學氧化處理污染物并預期達到一定的處理效果�？疾炝颂疾�、亞氧化鈦電化學氧化裝置對亞甲基藍的降解效果,亞氧化鈦僅需105 min就可以達到99.6%的高效降解率,而碳布為76.2%,且亞氧化鈦電極對亞甲基藍的礦化率達83.5%,碳布為42.6%,故亞氧化鈦對亞甲基藍的降解主要為礦化作用。探究了亞氧化鈦電化學氧化裝置的運行參數(shù)對亞甲基藍的降解及礦化效果的影響。表明在電解液pH為3.01,電流密度為1.13 mA/cm2,濃度低于100 mg/L時,均能保證較好的降解率及礦化率、較高的庫倫效率和較低的反應能耗。實驗進一步考察亞氧化鈦對實際印染廢水的深度處理效能。結(jié)果表明在電流密度為8 mA/cm2下能使出水sCOD達到GB 4287-2012的排放標準,同時具有較高的庫倫效率及較低的能耗,即亞氧化鈦陽極氧化可實現(xiàn)對實際印染廢水的深度處理。根據(jù)廢水降解過程中氯離子濃度及pH的變化,并結(jié)合對sCOD的去除率,分析出該裝置對印染廢水的降解機制主要為羥基自由基所導致的間接電化學氧化,同時可能存在Cl-/ClO-活性氯中介體的間接電化學氧化。
【關(guān)鍵詞】：亞氧化鈦陽極 碳布陽極 電化學氧化 亞甲基藍 印染廢水
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X791
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-24
• 1.1 前言9
• 1.2 染料廢水的研究現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 染料廢水的危害11-12
• 1.2.2 染料廢水處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 電化學氧化技術(shù)的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 電化學氧化法的基本原理16
• 1.3.2 電化學氧化法降解污染物的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.3 電化學氧化法降解污染物常用電極材料的研究17-19
• 1.4 亞氧化鈦電極概述19-22
• 1.4.1 亞氧化鈦材料的基本性質(zhì)19-20
• 1.4.2 亞氧化鈦材料的應用及研究進展20-22
• 1.5 課題的研究目的、意義及主要研究內(nèi)容22-24
• 1.5.1 課題的來源22
• 1.5.2 課題的研究目的及意義22
• 1.5.3 課題的研究內(nèi)容22-24
• 第2章 實驗材料和方法24-31
• 2.1 實驗儀器及材料24-25
• 2.1.1 實驗材料24
• 2.1.2 實驗試劑24-25
• 2.2 實驗檢測項目與分析方法25-29
• 2.2.1 亞氧化鈦陽極材料表征25-26
• 2.2.2 亞氧化鈦陽極材料電化學性能測試26-27
• 2.2.3 亞甲基藍及TOC檢測方法27-28
• 2.2.4 印染廢水sCOD、DOC檢測方法28
• 2.2.5 主要指標計算28-29
• 2.3 實驗裝置29-31
• 第3章 亞氧化鈦電極表征及電化學性能研究31-44
• 3.1 引言31
• 3.2 亞氧化鈦電極材料表征31-37
• 3.2.1 亞氧化鈦材料形貌分析31-33
• 3.2.2 亞氧化鈦材料X射線衍射分析33-34
• 3.2.3 亞氧化鈦材料比表面積分析34-37
• 3.3 亞氧化鈦電極電化學性能研究37-42
• 3.3.1 亞氧化鈦電極導電性37-38
• 3.3.2 亞氧化鈦電極活性38-39
• 3.3.3 亞氧化鈦電極電位窗39-40
• 3.3.4 亞氧化鈦電極穩(wěn)定性40-41
• 3.3.5 亞氧化鈦電極加速壽命41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第4章 亞氧化鈦電化學氧化亞甲基藍及印染廢水深度處理效能研究44-65
• 4.1 引言44
• 4.2 碳布、亞氧化鈦陽極對亞甲基藍及TOC的降解效能44-49
• 4.2.1 碳布、亞氧化鈦陽極對亞甲基藍的降解效能44-46
• 4.2.2 碳布、亞氧化鈦陽極對TOC的去除效能46-49
• 4.3 亞氧化鈦陽極氧化亞甲基藍關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化49-59
• 4.3.1 pH值對亞甲基藍及TOC降解效果的影響49-52
• 4.3.2 電流密度對亞甲基藍及TOC降解效果的影響52-55
• 4.3.3 初始濃度對亞甲基藍及TOC降解效果的影響55-59
• 4.4 不同電流密度下亞氧化鈦對印染廢水深度處理效能研究59-62
• 4.5 亞氧化鈦陽極氧化印染廢水的降解機理62-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻66-74
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及其它成果74-76
• 致謝76

  本文關(guān)鍵詞：亞氧化鈦電化學陽極氧化降解印染廢水研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：451963