电催化氧化降解难生化有机物的实验研究
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摘要
随着现代工业和经济的快速发展，水污染已成为多国家所面临的严峻问题，阻碍着社会可持续发展的进程。有毒、难生物降解有机污染物的治理因缺乏有效的处理方法成为水处理领域的难点。本论文以电催化氧化技术为核心处理工艺、对硝基苯酚(p-NP)为目标污染物，进行了有毒、难生化有机污染物处理的实验研究。
本研究的主要内容是制备高效掺杂铁系元素的钛基二氧化铅电催化电极，并评价电极对特定有机废水的处理效果及影响因素，以期为电催化氧化技术在有毒、有害、难生化有机污染物降解方面的实际应用提供基础数据。
实验首现用电沉积法制备了Fe、Co、Ni掺杂改性钛基二氧化铅电极，采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)对不同掺杂改性β-PbO_2/Ti电极进行表征，测试所制备电极的循环伏安曲线和阳极极化曲线，并采用对硝基苯酚的电催化氧化降解效率等指标来评价所制备电极的电催化性能。结果显示Fe、Co、Ni掺杂改性钛基二氧化铅电极的电催化性能均有明显改善，其中以铁掺杂的β-PbO_2/Ti电极最佳。该电极在电流密度为10mA/cm~2时，电催化处理40mg/L对硝基苯酚的废水，60min去除率达到84％，120min去除率达到98％。实验过程也说明了掺杂量的不同对电极的降解效果和其导电性有着显著的影响。
以优选的铁掺杂改性钛基二氧化铅电极为阳极，铜板为阴极，在无隔膜电解槽中，进行了对硝基苯酚模拟废水电催化氧化降解的实验研究。系统地研究了电解时间、电流密度、介质条件、初始浓度等因素对对硝基苯酚处理效果的影响。通过实验确定铁掺杂β-PbO_2/Ti电极电催化氧化法降解对硝基苯酚的适宜工艺条件是电流密度为10mA/cm~2～20mA/cm~2，极板间距为1cm～2cm。
With debeloping of modern industry and economy ,water pollution already become an austere issue which are confronted with by a great many country, and it baffled society of continuable development.At present, it has been the difficulty and focus of the waste water treatment for the disposal of toxic and biorefractory organics that can't be treated effectively by the current ordinary waste water treatment technology. In this article, we will develop the fundamental study on the electrocatalytic oxidation technology for the organics waste water treatment. P-nitrophenol is selected as the simulation pollutant of toxic and biorefractory organics.
In this paper,the titanium doped iron ions base lead dioxide high-efficiency electrode were prepared .And we have judged of electrodes' disposal effect and influence. We expect provided data for electrocatalytic oxidation technology in factly applications.
Firstly, we have prepared a sort of titanium lead dioxide electrode doped by Fe,Co,NL The titanium base lead dioxide electrodes been by electro-deposition method. The micrographs, element analyses, the crystal structure on the electrodes surface and the electro-catalytic performance of the electrodes were analyzed with the help of SEM, XRD and the Potentiostat. Those electrodes were tested the voltammetry curve and anode polarization curve. Those electrodes' electro-catalytic performance was evaluated by disposal efficiency. Results showed that electrodes' electro-catalytic performance is improved . Fe(0.025mol)-PbO2/Ti electrode behaves an excellent catalysis and stability.P-nitrophenol with a concentration of 40mg/L and a volume of 80mL was disappeared 98% by the electrode after 120min, under a current density of 10mA/cm2.
Secondly, we use this new type of electrode as anode, and regard the cuprum
本研究的主要内容是制备高效掺杂铁系元素的钛基二氧化铅电催化电极，并评价电极对特定有机废水的处理效果及影响因素，以期为电催化氧化技术在有毒、有害、难生化有机污染物降解方面的实际应用提供基础数据。
实验首现用电沉积法制备了Fe、Co、Ni掺杂改性钛基二氧化铅电极，采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)对不同掺杂改性β-PbO_2/Ti电极进行表征，测试所制备电极的循环伏安曲线和阳极极化曲线，并采用对硝基苯酚的电催化氧化降解效率等指标来评价所制备电极的电催化性能。结果显示Fe、Co、Ni掺杂改性钛基二氧化铅电极的电催化性能均有明显改善，其中以铁掺杂的β-PbO_2/Ti电极最佳。该电极在电流密度为10mA/cm~2时，电催化处理40mg/L对硝基苯酚的废水，60min去除率达到84％，120min去除率达到98％。实验过程也说明了掺杂量的不同对电极的降解效果和其导电性有着显著的影响。
以优选的铁掺杂改性钛基二氧化铅电极为阳极，铜板为阴极，在无隔膜电解槽中，进行了对硝基苯酚模拟废水电催化氧化降解的实验研究。系统地研究了电解时间、电流密度、介质条件、初始浓度等因素对对硝基苯酚处理效果的影响。通过实验确定铁掺杂β-PbO_2/Ti电极电催化氧化法降解对硝基苯酚的适宜工艺条件是电流密度为10mA/cm~2～20mA/cm~2，极板间距为1cm～2cm。
With debeloping of modern industry and economy ,water pollution already become an austere issue which are confronted with by a great many country, and it baffled society of continuable development.At present, it has been the difficulty and focus of the waste water treatment for the disposal of toxic and biorefractory organics that can't be treated effectively by the current ordinary waste water treatment technology. In this article, we will develop the fundamental study on the electrocatalytic oxidation technology for the organics waste water treatment. P-nitrophenol is selected as the simulation pollutant of toxic and biorefractory organics.
In this paper,the titanium doped iron ions base lead dioxide high-efficiency electrode were prepared .And we have judged of electrodes' disposal effect and influence. We expect provided data for electrocatalytic oxidation technology in factly applications.
Firstly, we have prepared a sort of titanium lead dioxide electrode doped by Fe,Co,NL The titanium base lead dioxide electrodes been by electro-deposition method. The micrographs, element analyses, the crystal structure on the electrodes surface and the electro-catalytic performance of the electrodes were analyzed with the help of SEM, XRD and the Potentiostat. Those electrodes were tested the voltammetry curve and anode polarization curve. Those electrodes' electro-catalytic performance was evaluated by disposal efficiency. Results showed that electrodes' electro-catalytic performance is improved . Fe(0.025mol)-PbO2/Ti electrode behaves an excellent catalysis and stability.P-nitrophenol with a concentration of 40mg/L and a volume of 80mL was disappeared 98% by the electrode after 120min, under a current density of 10mA/cm2.
Secondly, we use this new type of electrode as anode, and regard the cuprum
引文
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