本文關(guān)鍵詞：亞氧化鈦電化學(xué)陽(yáng)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(xué)氧化技術(shù)在處理難降解有機(jī)廢水領(lǐng)域以高效低耗、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)注,而該技術(shù)對(duì)有機(jī)污染物去除率很大程度上取決于陽(yáng)極材料性質(zhì),因此選擇合適的陽(yáng)極材料極其重要,而鈦氧化物獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)使其具有理想陽(yáng)極材料的一系列特性如高的導(dǎo)電性、良好的電化學(xué)活性好及強(qiáng)耐腐蝕能力。本研究以鈦氧化物中導(dǎo)電性最高的亞氧化鈦為電極材料,基于電化學(xué)氧化原理,設(shè)置了雙室電化學(xué)氧化裝置,并以碳布為對(duì)照,研究了其對(duì)典型偶氮染料亞甲基藍(lán)及實(shí)際印染廢水的降解效果,以實(shí)現(xiàn)對(duì)印染廢水經(jīng)濟(jì)、高效的降解,并為新型電極材料電化學(xué)氧化處理印染廢水及工業(yè)應(yīng)用發(fā)展提供可靠的理論依據(jù)。本實(shí)驗(yàn)分別對(duì)碳布、亞氧化鈦電極材料進(jìn)行了電化學(xué)交流阻抗(EIS)、塔菲爾(Tafel)、循環(huán)伏安(CV)、計(jì)時(shí)恒電位及電極加速壽命等一系列電化學(xué)測(cè)試。其中,EIS結(jié)果表明亞氧化鈦的導(dǎo)電性與碳布相似,但其電荷轉(zhuǎn)移內(nèi)阻遠(yuǎn)小于碳布,且交換電流密度高于碳布兩個(gè)數(shù)量級(jí),有利于物質(zhì)在電極表面的傳輸。在CV測(cè)試中,亞氧化鈦陽(yáng)極的氧化峰電流高于碳布陽(yáng)極一個(gè)數(shù)量級(jí),同時(shí)亞氧化鈦具有2.5V(vs.SCE)的高析氧電位,即其活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于碳布陽(yáng)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(xué)穩(wěn)定性,最后,加速電極壽命測(cè)試中,經(jīng)計(jì)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(dǎo)電性高、電化學(xué)活性好、電位窗寬、穩(wěn)定性好特點(diǎn),將其應(yīng)用于電化學(xué)氧化處理污染物并預(yù)期達(dá)到一定的處理效果。考察了碳布、亞氧化鈦電化學(xué)氧化裝置對(duì)亞甲基藍(lán)的降解效果,亞氧化鈦僅需105 min就可以達(dá)到99.6%的高效降解率,而碳布為76.2%,且亞氧化鈦電極對(duì)亞甲基藍(lán)的礦化率達(dá)83.5%,碳布為42.6%,故亞氧化鈦對(duì)亞甲基藍(lán)的降解主要為礦化作用。探究了亞氧化鈦電化學(xué)氧化裝置的運(yùn)行參數(shù)對(duì)亞甲基藍(lán)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(shí),均能保證較好的降解率及礦化率、較高的庫(kù)倫效率和較低的反應(yīng)能耗。實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步考察亞氧化鈦對(duì)實(shí)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(dá)到GB 4287-2012的排放標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)具有較高的庫(kù)倫效率及較低的能耗,即亞氧化鈦陽(yáng)極氧化可實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際印染廢水的深度處理。根據(jù)廢水降解過(guò)程中氯離子濃度及pH的變化,并結(jié)合對(duì)sCOD的去除率,分析出該裝置對(duì)印染廢水的降解機(jī)制主要為羥基自由基所導(dǎo)致的間接電化學(xué)氧化,同時(shí)可能存在Cl-/ClO-活性氯中介體的間接電化學(xué)氧化。
【關(guān)鍵詞】：亞氧化鈦陽(yáng)極 碳布陽(yáng)極 電化學(xué)氧化 亞甲基藍(lán) 印染廢水
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(xué)氧化技術(shù)的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 電化學(xué)氧化法的基本原理16
• 1.3.2 電化學(xué)氧化法降解污染物的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.3 電化學(xué)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(yīng)用及研究進(jìn)展20-22
• 1.5 課題的研究目的、意義及主要研究?jī)?nèi)容22-24
• 1.5.1 課題的來(lái)源22
• 1.5.2 課題的研究目的及意義22
• 1.5.3 課題的研究?jī)?nèi)容22-24
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料和方法24-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及材料24-25
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料24
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑24-25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目與分析方法25-29
• 2.2.1 亞氧化鈦陽(yáng)極材料表征25-26
• 2.2.2 亞氧化鈦陽(yáng)極材料電化學(xué)性能測(cè)試26-27
• 2.2.3 亞甲基藍(lán)及TOC檢測(cè)方法27-28
• 2.2.4 印染廢水sCOD、DOC檢測(cè)方法28
• 2.2.5 主要指標(biāo)計(jì)算28-29
• 2.3 實(shí)驗(yàn)裝置29-31
• 第3章 亞氧化鈦電極表征及電化學(xué)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(xué)性能研究37-42
• 3.3.1 亞氧化鈦電極導(dǎo)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(xué)氧化亞甲基藍(lán)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(yáng)極對(duì)亞甲基藍(lán)及TOC的降解效能44-49
• 4.2.1 碳布、亞氧化鈦陽(yáng)極對(duì)亞甲基藍(lán)的降解效能44-46
• 4.2.2 碳布、亞氧化鈦陽(yáng)極對(duì)TOC的去除效能46-49
• 4.3 亞氧化鈦陽(yáng)極氧化亞甲基藍(lán)關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化49-59
• 4.3.1 pH值對(duì)亞甲基藍(lán)及TOC降解效果的影響49-52
• 4.3.2 電流密度對(duì)亞甲基藍(lán)及TOC降解效果的影響52-55
• 4.3.3 初始濃度對(duì)亞甲基藍(lán)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(duì)印染廢水深度處理效能研究59-62
• 4.5 亞氧化鈦陽(yáng)極氧化印染廢水的降解機(jī)理62-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-74
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)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(xué)陽(yáng)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(hào)：451963