稀土La掺杂Ti/Sb-SnO电极电催化氧化对硝基苯酚

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。 采用溶胶-凝胶法制备稀土La掺杂Ti/Sb-SnO2电极，以对硝基苯酚（p-NP）为目标有机物，考察电极的电催化性能，对制备温度和La掺杂量进行了详细的实验研究，确定了适宜的制备条件为热处理温度450℃、La掺杂量0.8％。采用SEM、EDS、XRD等分析方法表征了电极的形貌、组成及结构。对空白电极和La掺杂Ti/Sb-SnO2电极进行了电极的阳极极化线性扫描，考察了空白电极和La掺杂Ti/Sb-SnO2电极的析氧电位；并采用破损法测定它们的电极寿命。结果表明La掺杂Ti/Sb-SnO2电极具有更高的析氧电位和更长的电极寿命。 本论文对硝基苯酚（p-NP）废水降解的影响因素、降解动力学等进行了研究，结果表明，电流密度、电解质浓度、初始浓度对p-NP降解效果影响较大，p-NP的降解过程遵循一级动力学方程，总反应动力学方程为：Ct=C0exp（-0.6606C-0.2893J-0.2176M0.1908）。 液相色谱和离子色谱检测结果显示，在羟基自由基进攻下，硝基从分子中脱除，生成了对苯二酚，对苯二酚在羟基自由基的作用下进一步生成苯醌等中间产物，这些中间产物被进一步氧化开环，氧化成小分子有机酸如甲酸、乙酸等，最终彻底氧化成二氧化碳和水。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1课题背景与意义

1.2研究内容

1.3创新点

第二章文献综述

2.1引言

2.2电化学水处理技术概述

2.2.1电化学水处理技术的定义与分类

2.2.2电化学水处理技术基本原理

2.3电极材料的研究应用

2.3.1电极材料的种类

2.3.2稀土掺杂DSA电极的研究

2.4电化学水处理技术的优缺点

2.4.1电催化氧化法水处理技术的优点

2.4.2电催化氧化法水处理技术的缺点

2.5电催化氧化法的发展方向

第三章实验装置和方法

3.1材料、试剂和实验仪器

3.1.1材料和试剂

3.1.2实验仪器

3.2电极结构分析和表面测试

3.2.1电极XRD表征

3.2.2电极SEM及EDS分析

3.3电化学性能测试

3.3.1线性扫描伏安法

3.3.2强化电极寿命测试

3.4实验装置和分析方法

3.4.1实验装置

3.4.2分析方法

3.5本章小结

第四章 电极制备最佳条件的选取与电极性能测试

4.1电极的制备

4.1.1基体的选择和预处理

4.1.2涂液的配制

4.1.3涂层的制备

4.2电极性能分析

4.2.1热氧化温度的优化

4.2.2 La掺杂量对电极性能的影响

4.2.3强化电极寿命测试

4.3电极结构分析和表面测试

4.3.1电极涂层、形貌及结构分析

4.3.2电极晶相分析—XRD

4.4电极化学性能研究

4.4.1线性扫描伏安法

4.5本章小结

第五章对硝基苯酚模拟废水的处理研究

5.1引言

5.2 p-NP废水降解影响因素分析

5.2.1反应时间对p-NP降解的影响

5.2.2初始浓度对p-NP降解的影响

5.2.3电流密度对p-NP降解的影响

5.2.4电解质浓度对p-NP降解的影响

5.2.5初始pH对p-NP降解的影响

5.2.6搅拌方式对p-NP降解的影响

5.2.7Cl-对p-NP降解的影响

5.3降解动力学研究

5.3.1动力学模型的建立

5.3.2电流密度的影响

5.3.3电解质浓度的影晌

5.3.4反应物初始浓度的影晌

5.3.5总反应动力学模型

5.4有机物矿化效率的研究

5.5本章小结

第六章p-NP降解途径的研究

6.1 p-NP降解的中间产物的分析

6.2降解途径研究

6.3本章小结

第七章结论及建议

7.1实验总结

7.2建议

参考文献

致谢

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