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    三維電化學反應器在廢水處理中的應用

    時間:2019-07-21 11:47來源:畢業論文
    研究三維電極填充粒子負載的金屬氧化物在降解污染物過程中價態的變化,方法是把 2個小平板電極用導線連起來去模擬三維電化學反應器填充粒子, 考察電解過程中電解質濃度、槽電

    摘要:本文主要研究三維電極填充粒子負載的金屬氧化物在降解污染物過程中價態的變化,方法是把 2個小平板電極用導線連起來去模擬三維電化學反應器填充粒子, 考察電解過程中電解質濃度、槽電壓、粒子間的距離以及電解時間等因素對鈦基二氧化鉛電極表面二氧化鉛價態的改變, 通過對 XPS實驗數據分析, 可得知上述因素對二氧化鉛價態的改變有顯著影響,所以將填充粒子陽極和陰極分開,分別設計陽極和陰極是有必要的。37376
    畢業論文關鍵詞:三維電化學反應器、廢水處理、鈦基二氧化鉛電極、電化學The application of three-dimensional electrochemicalreactor in wastewater treatmentAbstract: In This paper, It mainly studies the three-dimensional electrode filler metaloxide particle load changes valence in the process of degradation of pollutants . Themethod is that the 2 small flat electrode was wired together to simulate the particlefilled three-dimensional electrochemical reactor, change the investigation in theprocess of electrolysis electrolyte concentration, pressure, tank electrical distancebetween the particles and the electrolysis time on two titanium based lead dioxideelectrode surface two lead oxide valence. Through the analysis of the experimentaldata of XPS, We can know that the above factors have a significant effect to two leadoxide valence. So, It’s necessary to separate the anode and the cathode particle fillingand design of the anode and cathode respectively.
    Keywords: three-dimensional electrochemical reactor; the treatment of waste-water;Two titanium based lead dioxide electrode; Electrochemistry
    1、引言水是自然界一種很常見的物質,是生命體存在及發展的必要條件,如果沒有水就不會有生命的存在。 然而, 隨著人類社會的發展, 水資源污染問題越發嚴重,污水處理并回收利用勢在必行[1]。當前,存在許多污水處理的方法,主要包括三大類,即:物理方法、生物方法以及化學方法,但是傳統的水處理技術不僅造價太高、處理效果不盡人意,而且還容易產生二次污染,后續處理也費時費力,無法滿足現在污水處理的要求。生物處理技術基本原理是利用微生物的生物及化學作用去處理水中的污染物,但有毒有害物質卻很難用生物處理法去處理[2]。物理處理技術就是利用物理作用處理、分離和回收廢水中的油污、漂浮物和懸浮物等,主要有膜分離法、吸附法、萃取法等,但是物理處理法只是對物相進行轉移,并沒有對污染物進行處理,因而比較容易產生二次污染?;瘜W處理技術是利用化學反應降解水中的有機污染物,進而達到凈化污水的目的。另外,化學處理技術包括傳統的化學處理技術與高級氧化技術,傳統的化學處理技術是在廢水中加入臭氧、高錳酸鉀、氯等化學氧化劑,使水中有機污染物得以分解,并使水中的還原性物質得以氧化。該方式的長處是分解速率快、氧化能力強、凈化率高;缺點是成本比較高,而且很可能會產生新的有毒物質。高級氧化技術是一種高效潔凈的深度處理技術,國內外對其均有極大關注度,其應用前景廣闊,高級氧化技術主要有電化學氧化法、光催化氧化法和超臨界水氧化等[3]。利用陽極的催化活性以及高電位,生成強氧化劑(比如羥基自由基等) ,進而使溶液中的有毒化合物得到降解的方法即是電化學氧化法,操作簡便、處理效率高、無二次污染以及與環境兼容等是其主要優點。傳統的電化學反應器是二維平板電極,其缺點較多,比如表面積比較小,電流效率較低,單位槽體處理量較小,在實際的實踐操作中很難有突破性的進展。為了彌補二維平板電極的不足,二十世紀中期便產生了三維電極。在傳統的二維電解槽主極板之間填充活性炭等碎屑狀或是粒狀的電極材料,使之成為第三極,便形成了三維電極[4]。三維電極(Three-dimensional Electrode)是一種新型的電化學反應形式,又稱床電極(Bed Electrode)或者粒子電極(Particle Electrode),和傳統的二維電極比較,其不僅可以使電極與溶液的接觸面積增大,使溶液的傳質速率加快,還可以提升反應器的體積效率,提升電能效率、電流效率以及時空產率,進而達到優化污水處理效果的目的[5]??梢愿鶕S電極的工作原理及填充方式的差異, 將其分為單極性三維電極與復極性三維電極,復極性三維電極應用比較廣泛。為了提高污水處理效果,將金屬氧化物涂覆在填料粒子表面,以提高粒子的催化活性,但這些氧化物在水處理過程中的形態和價態變化,可能會影響粒子的催化活性[6],相關研究未見文獻報道。 本文把 2 個鈦基二氧化鉛小平板電極用導線連起來模擬三維電化學反應器填充粒子, 研究三維電極填充粒子負載的金屬氧化物在降解污染物過程中價態的變化,考察電解過程中電解質濃度、槽電壓、粒子間的距離以及電解時間等因素對鈦基二氧化鉛電極表面二氧化鉛價態的是否改變, 以便為進一步相關研究提供依據。 三維電化學反應器在廢水處理中的應用:http://www.kj9998.cn/huaxue/20190721/36118.html
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