恒电位和恒电流模式下氧化脱色降解酸性橙Ⅱ

摘要

染料废水具有组成复杂、色度高,COD、TOC含量高,悬浮物多,水质、水量变化大,难降解物质多等特点,是难处理工业废水之一.电化学水处理方法作为一种环境友好技术,具有无需或少量投加化学药剂,不产生二次污染,后处理简单,占地面积小,管理方便等优点,在染料废水处理领域,越来越受到人们的重视.本论文分别采用恒电位和恒电流模式,在有阳离子交换膜分隔的两室电化学反应器中以形稳阳极(DSA<'(R)>)对酸性橙Ⅱ模拟染料废水进行氧化脱色降解.研究了电极电位、电流密度、NaCl浓度、染料初始浓度、支持电解质Na<,2>SO<,4>浓度、温度和pH值对脱色降解过程的影响;同时考察了电极电位、电流密度、NaCl浓度和支持电解质Na<,2>SO<,4>浓度对电耗的影响.研究结果表明,恒电位和恒电流两种模式下,有较低浓度NaCl存在,可使酸性橙Ⅱ完全电氧化脱色,但电解液矿化不明显;染料电氧化降解过程中萘环结构受到一定程度的破坏;间接电氧化在染料脱色降解过程中起主导作用,直接电氧化起一定作用.恒电位模式下,染料电氧化脱色遵循一级反应动力学,反应速率常数分别与阳极电位、NaCl浓度和染料初始浓度之间存在指数函数关系、线性关系和倒数函数关系;高温明显降低脱色降解反应速率.在恒电流模式下,染料电氧化脱色符合零级动力学,反应速率常数分别与电流密度、NaCl浓度和染料初始浓度正线性相关,与温度负线性相关,与支持电解质Na<,2>SO<,4>浓度存在倒数函数关系;高pH值明显降低脱色降解反应速率.本文实验条件下,以恒电位模式所获得的染料电氧化脱色动力学结论和恒电流模式染料电氧化脱色过程中所测量的电化学参数(阳极电位)为依据,模拟恒电流模式脱色反应动力学过程,与实际过程具有较好的一致性.由此,获得了一条由对电化学参数(电位)的测量从而得到电解反应过程中目标物(染料)浓度的计算途径.

目录

文摘

英文文摘

独创性说明

1电氧化还原法处理染料废水的研究进展

1.1电氧化法处理染料废水

1.1.1染料废水的直接电氧化脱色

1.1.2染料废水的间接电氧化脱色

1.2染料废水的电还原脱色

2研究目的、内容和方法

2.1研究目的

2.2研究内容

2.3研究方法

2.3.1实验装置

2.3.2实验材料

2.3.3溶液的配制

2.3.4实验方法

3预备实验

3.1工作曲线的测定

3.2酸性橙Ⅱ在DS(R)阳极上的极化曲线的测定

4恒电位模式下氧化脱色降解酸性橙Ⅱ

4.1电极电位的影响

4.2 NaCl浓度的影响

4.3染料初始浓度的影响

4.4染料电氧化脱色降解的机理推测及反应动力学

4.4.1紫外-可见光谱的测定

4.4.2 TOC的测定

4.4.3反应动力学及降解机理推测

4.5温度的影响

4.6小结

5恒电流模式下氧化脱色降解酸性橙Ⅱ

5.1电流密度的影响

5.2 NaCl浓度的影响

5.3染料初始浓度的影响

5.4染料电氧化脱色降解的机理推测及反应动力学

5.4.1紫外-可见光谱的测定

5.4.2 TOC的测定

5.4.3反应动力学及降解机理推测

5.5支持电解质Na2SO4浓度的影响

5.6温度的影响

5.7 pH值的影响

5.8小结

6恒电位模式脱色动力学结论模拟恒电流模式脱色动力学过程

6.1恒电流模式染料电氧化过程阳极电位

6.2恒电位模式染料脱色动力学结论模拟恒电流模式脱色过程

6.2.1简化处理

6.2.2恒电位模式染料脱色动力学结论模拟恒电流模式脱色过程

6.3小结

7结论和建议

7.1结论

7.2建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢

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