近年來,人類活動對水環(huán)境造成的污染越來越嚴重。硝酸鹽就是一種水體中常見的污染物,它的存在對生態(tài)環(huán)境和人體健康都潛藏著巨大的危害。多年來研究者們采取了各種方法處理硝酸鹽污染,電化學反硝化法由于其操作方便、反應條件溫和、能量利用率高等優(yōu)點受到了研究者們極大的關注。同時,大多數工業(yè)廢水中含有大量的無機鹽,所以導電性很高從而不用加入額外的電解質,并且工業(yè)廢水中的C/N比較低,很難用生物法直接處理,因此適合采用電化學法進行反硝化處理。本研究旨在針對高鹽（含氯）工業(yè)廢水,以提高NO₃^--N的還原速率為目的,從陰極催化劑的篩選優(yōu)化（催化劑種類、催化劑微觀結構）和電化學反應條件的優(yōu)化與控制兩個方面進行研究。首先,比較了Ti、Ni、Co、Cu四種金屬為陰極進行電化學反硝化反應的性能。篩選出Ti作為基底,通過電沉積法和焙燒法,負載了四種常用作電化學催化劑材料的金屬氫氧化物:Cu（OH）₂、Fe（OH）₂、Co（OH）₂、Ni（OH）₂和焙燒后的氧化物:Cu O、Fe_2...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 水體中硝酸鹽污染概述
        1.1.1 水體中硝酸鹽的污染來源
        1.1.2 NO_3~--N污染的危害2
    1.2 NO_3~--N的處理方法3
        1.2.0 物理化學法
        1.2.1 生物反硝化法
        1.2.2 化學反硝化法
        1.2.3 電化學反硝化法
    1.3 電化學還原NO_3~--N陰極材料研究進展
        1.3.1 非金屬陰極材料
        1.3.2 金屬陰極材料
    1.4 納米結構的Co_3O_4催化劑研究進展
        1.4.1 水熱法
        1.4.2 浸漬法
        1.4.3 電化學沉積法
    1.5 研究意義和研究內容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究內容
        1.5.3 技術路線
第二章 實驗材料與方法
    2.1 實驗裝置
    2.2 實驗試劑與儀器設備
        2.2.1 主要試劑
        2.2.2 主要設備
    2.3 電沉積法制備不同金屬氧化物電極NO_3~--N還原性能研究
        2.3.1 基底預處理
        2.3.2 電沉積法制備陰極
        2.3.3 電化學NO_3~--N還原實驗
    2.4 電沉積法制備具有納米片結構的Co_3O_4/Ti陰極及其制備條件優(yōu)化
        2.4.1 基底預處理
        2.4.2 電沉積法制備Co_3O_4/Ti電極
        2.4.3 電化學NO_3~--N還原實驗
    2.5 浸漬法制備Co_3O_4/Ti電極
        2.5.1 基底預處理
        2.5.2 浸漬法制備Co_3O_4/Ti電極
        2.5.3 電化學NO_3~--N還原實驗
    2.6 分析方法
        2.6.1 表征方法
        2.6.2 定量分析方法
    2.7 主要參數計算方法
第三章 電沉積法制備不同金屬氧化物電極NO_3~--N還原性能研究
    3.1 引言
    3.2 單金屬電極反硝化性能比較
    3.3 Ti基底負載氫氧化物催化劑電極的性能比較
    3.4 Ti基底負載氧化物催化劑電極的性能比較(不存在Cl~-的情況)
    3.5 SEM表征
    3.6 Cl~-濃度的影響
    3.7 Ti基底負載氧化物催化劑電極的性能比較(存在Cl~-的情況)
    3.8 Cu基底負載氫氧化物催化劑電極的性能比較
    3.9 Cu基底負載氧化物催化劑電極的性能比較
    3.10 小結
第四章 電沉積法制備CO_3O_4/TI電極及其制備條件的優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 優(yōu)化電沉積反應電壓
    4.3 優(yōu)化電沉積反應時間
    4.4 優(yōu)化電沉積前驅液濃度
    4.5 優(yōu)化焙燒溫度
    4.6 使用次數的影響
    4.7 浸漬法與電沉積法制備Co_3O_4/Ti陰極的對比
        4.7.1 電極形貌對比
        4.7.2 反硝化性能對比
        4.7.3 電極比表面積和孔徑對比
    4.8 NO_3~--N初始濃度的影響
    4.9 小結
第五章 電化學反應條件對NO_3~--N還原速率的影響研究
    5.1 引言
    5.2 反應溫度的影響
    5.3 反應電流的影響
        5.3.1 反應溫度45℃
        5.3.2 反應溫度25℃
        5.3.3 反應溫度5℃
        5.3.4 電能利用率和電功率計算
    5.4 Cl~-濃度的影響
    5.5 pH的影響
    5.6 小結
第六章 結論和展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號：4006690