气体扩散电极在BEF及TiO/Ti光电催化过程中的应用研究

摘要

该文采用热压法制备了一种多孔气体扩散电极并对其进行了XRD表征.通过对过程中H<,2>O<,2>的测定证实气体扩散电极可以吸附空气气泡中的氧气而使之原位还原产生H<,2>O<,2>.在以气体扩散电极为阴极,铁板为阳极的单槽反应装置中,建立了一种紧凑简单的双电极电化学体系(BEF).利用气体扩散电极产生的H<,2>O<,2>与阳极产生的Fe<'2+>直接发生Fenton反应对水中有机污染物进行降解研究.选择具有代表性的难降解芳香族有机污染物之一—苯酚作为降解对象,并考察了溶液的初始浓度与pH值,操作电流,反应温度等因素对BEF过程降解水中苯酚的影响;采用UV-VIS技术测定了反应液中苯酚的浓度定性的证明了该法对苯酚的降解深度.通过与以板状石墨电极的EF法对溶液的TOC及COD<,cr>下降情况的比较,表征了该方法处理水中苯酚的矿化程度;采用HPLC测定反应的中间产物并据此推断BEF过程降解苯酚的反应机理.

目录

文摘

英文文摘

符号说明

第一章文献综述

1.1气体扩散电极产生H2O2的原理

1.2气体扩散电极的研究进展

1.3气体扩散电极在BEF过程中降解水中有机物的原理及影响因素

1.3.1气体扩散电极在BEF过程中降解水中有机物的原理

1.3.2影响BEF法降解水中有机物的因素

1.4气体扩散电极在TiO2/Ti光电催化过程中降解有机物的原理及影响因素

1.4.1 TiO2的光电催化原理

1.4.2气体扩散电极在TiO2/Ti光电催化过程中降解有机物的原理

1.4.3影响TiO2/Ti光电催化过程降解水中有机物的因素

1.5本研究工作任务

第二章实验部分

2.1试剂及仪器

2.2分析测试方法

2.2.1分光光度法

2.2.2总碳分析测定方法[43]

2.2.3化学耗氧量法[44]

第三章热压法制备气体扩散电极及其产生H2O2的研究

3.1气体扩散电极的制备及表征

3.2气体扩散电极产生H2O2的研究

3.3小结

第四章气体扩散电极在BEF过程中对水中苯酚降解的研究

4.1 BEF实验装置及实验步骤

4.2影响BEF过程降解水中苯酚的因素

4.2.1不同降解过程的比较

4.2.2浓度对苯酚BEF降解的影响

4.2.3溶液初始pH值对苯酚BEF降解的影响

4.2.4操作电流对苯酚BEF降解的影响

4.2.5空气鼓泡对苯酚BEF降解的影响

4.2.6反应温度对苯酚BEF降解的影响

4.2.7 BEF法降解水中苯酚的反应性能

4.2.8 BEF法降解苯酚的中间产物分析

4.2.9与其它方法的比较

4.2.10反应级数的确定

4.3小结

第五章气体扩散电极在TiO2/Ti光电催化过程中对水中苯酚降解的研究

5.1 TiO2/Ti光电催化实验装置及实验步骤

5.1.1 TiO2/Ti光电极的制备及表征

5.1.2 TiO2/Ti光电催化法降解苯酚的实验装置图及实验方法

5.2影响TiO2/Ti光电催化法降解水中苯酚的因素

5.2.1光电催化反应中过氧化氢的测定

5.2.2不同降解过程的比较

5.2.3鼓泡对光电催化过程的影响

5.2.4溶液初始pH值对光电催化过程的影响

5.2.5外加电压对苯酚光电催化过程的影响

5.2.6外加不同的阳极偏压对光电催化过程的影响

5.2.7光强对光电催化过程的影响

5.2.8光电催化法中中间产物的分析

5.2.9与以铜片为对电极的TiO2/Ti光电催化的比较

5.2.10 TiO2/Ti光电催化法降解苯酚反应级数的确定

5.3小结

结论与建议

参考文献

致 谢

攻读硕士期间发表论文