电化学高级氧化法处理苋菜红染料废水的性能研究
发布时间：2023-12-27 17:54
我国是纺织印染行业大国,每年由印染行业排放的废水达工业废水总量的10%,对水生环境造成严重污染。近年来,针对此类难降解有机污染物废水的处理,基于·OH等强氧化性物质的电化学高级氧化法(EAOPs)备受关注,其中包括阳极电催化氧化和阴极电芬顿工艺。当前,电极材料的性能是制约EAOPs发展的主要挑战,因此本文主要对于电极材料的制备展开研究,包括钛基SnO2阳极、石墨毡材料阴极;并将所制备电极用于苋菜红染料(AMR)模拟废水的降解处理研究,通过响应曲面法(RSM)分析最优处理条件,在此基础上,考察AMR模拟废水的降解机理。本文首先以电解液添加剂改性、中间层引入、元素掺杂等改性途径为出发点,选取了引入二氧化钛纳米管(TiO2NTs)中间层的TiO2NTs/SnO2-Sb电极,通过正交试验分析,得到最佳制备条件。利用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)等方法进行了表面形貌的分析表征;电化学分析表明电催化活性得到明显提高。考察了不同工艺参数对阳极电催化氧化处理AMR模拟废水效果的影响,结果表明,AMR的脱色率(Rc)随着电流密度、电解质Na2SO4浓度的增加而增加,在中性pH范围内具有更好效...
【文章页数】：122 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文数据集
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 染料废水
1.2.1 染料的分类及应用
1.2.2 染料废水的来源与危害
1.3 染料废水的处理技术
1.3.1 分离技术
1.3.2 降解技术
1.4 电化学高级氧化法
1.4.1 电催化氧化法
1.4.2 电芬顿法
1.5 电极材料的研究现状
1.5.1 电催化阳极材料
1.5.2 电芬顿阴极材料
1.6 响应曲面法的应用
1.7 课题研究的方案及内容
1.7.1 研究方案
1.7.2 研究内容
1.7.3 技术路线
第二章 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 实验废水
2.2.1 苋菜红染料废水
2.2.2 实验装置
2.3 分析指标与方法
2.3.1 苋菜红标准曲线及脱色率计算
2.3.2 H2O2标准曲线及测定
2.3.3 COD的测定
2.4 电极材料的物理表征
2.5 电极材料的电化学表征
第三章 钛基SnO2阳极的制备及苋菜红的降解性能研究
3.1 钛基SnO2阳极的改性制备
3.1.1 基体预处理
3.1.2 二氧化钛纳米管制备
3.1.3 活性层制备
3.1.4 电催化性能
3.2 TiO2NTs/SnO2-Sb电极的优选
3.2.1 正交试验设计
3.2.2 正交试验结果及分析
3.3 电极的表征及分析
3.3.1 表面形貌及成分分析
3.3.2 电化学性能分析
3.3.3 电极稳定性分析
3.4 电催化氧化处理苋菜红染料废水的研究
3.4.1 电流密度的影响
3.4.2 初始pH值的影响
3.4.3 电解质浓度的影响
3.4.4 AMR初始浓度的影响
3.5 本章小结
第四章 石墨毡阴极材料的制备及苋菜红的降解性能研究
4.1 石墨毡阴极的改性制备
4.2 石墨毡改性阴极材料的制备及优化
4.2.1 氮化碳掺杂量的影响
4.2.2 PTFE量的影响
4.2.3 灼烧温度的影响
4.3 石墨毡改性阴极材料的表征及分析
4.3.1 表面形貌及成分分析
4.3.2 电化学性能分析
4.4 电芬顿处理苋菜红染料废水的研究
4.4.1 电流密度的影响
4.4.2 初始pH值的影响
4.4.3 Fe2+浓度的影响
4.4.4 AMR初始浓度的影响
4.5 本章小结
第五章 响应曲面法优化电化学降解苋菜红染料废水
5.1 响应曲面优化电催化氧化降解苋菜红染料废水
5.1.1 实验设计
5.1.2 响应曲面结果分析
5.1.3 植物毒性实验
5.2 响应曲面优化电芬顿降解苋菜红染料废水
5.2.1 实验设计
5.2.2 响应曲面结果分析
5.2.3 阴极材料稳定性分析
5.3 本章小结
第六章 电化学处理对苋菜红的降解机理研究
6.1 自由基掩蔽实验
6.2 紫外扫描光谱分析
6.3 降解机理及路径探讨
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
作者和导师简介
附件
本文编号：3875620
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【学位级别】：硕士
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学位论文数据集
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 染料废水
1.2.1 染料的分类及应用
1.2.2 染料废水的来源与危害
1.3 染料废水的处理技术
1.3.1 分离技术
1.3.2 降解技术
1.4 电化学高级氧化法
1.4.1 电催化氧化法
1.4.2 电芬顿法
1.5 电极材料的研究现状
1.5.1 电催化阳极材料
1.5.2 电芬顿阴极材料
1.6 响应曲面法的应用
1.7 课题研究的方案及内容
1.7.1 研究方案
1.7.2 研究内容
1.7.3 技术路线
第二章 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 实验废水
2.2.1 苋菜红染料废水
2.2.2 实验装置
2.3 分析指标与方法
2.3.1 苋菜红标准曲线及脱色率计算
2.3.2 H2O2标准曲线及测定
2.3.3 COD的测定
2.4 电极材料的物理表征
2.5 电极材料的电化学表征
第三章 钛基SnO2阳极的制备及苋菜红的降解性能研究
3.1 钛基SnO2阳极的改性制备
3.1.1 基体预处理
3.1.2 二氧化钛纳米管制备
3.1.3 活性层制备
3.1.4 电催化性能
3.2 TiO2NTs/SnO2-Sb电极的优选
3.2.1 正交试验设计
3.2.2 正交试验结果及分析
3.3 电极的表征及分析
3.3.1 表面形貌及成分分析
3.3.2 电化学性能分析
3.3.3 电极稳定性分析
3.4 电催化氧化处理苋菜红染料废水的研究
3.4.1 电流密度的影响
3.4.2 初始pH值的影响
3.4.3 电解质浓度的影响
3.4.4 AMR初始浓度的影响
3.5 本章小结
第四章 石墨毡阴极材料的制备及苋菜红的降解性能研究
4.1 石墨毡阴极的改性制备
4.2 石墨毡改性阴极材料的制备及优化
4.2.1 氮化碳掺杂量的影响
4.2.2 PTFE量的影响
4.2.3 灼烧温度的影响
4.3 石墨毡改性阴极材料的表征及分析
4.3.1 表面形貌及成分分析
4.3.2 电化学性能分析
4.4 电芬顿处理苋菜红染料废水的研究
4.4.1 电流密度的影响
4.4.2 初始pH值的影响
4.4.3 Fe2+浓度的影响
4.4.4 AMR初始浓度的影响
4.5 本章小结
第五章 响应曲面法优化电化学降解苋菜红染料废水
5.1 响应曲面优化电催化氧化降解苋菜红染料废水
5.1.1 实验设计
5.1.2 响应曲面结果分析
5.1.3 植物毒性实验
5.2 响应曲面优化电芬顿降解苋菜红染料废水
5.2.1 实验设计
5.2.2 响应曲面结果分析
5.2.3 阴极材料稳定性分析
5.3 本章小结
第六章 电化学处理对苋菜红的降解机理研究
6.1 自由基掩蔽实验
6.2 紫外扫描光谱分析
6.3 降解机理及路径探讨
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
作者和导师简介
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