甲基橙在复合修饰电极上的电催化氧化

为了更好地处理偶氮类印染废水,采用电化学催化氧化的方法,以具有典型偶氮结构的甲基橙模拟废水为处理对象,使用Ti/Sb-RuO2电极和Ti/Sb-RuO2/Co-Mo电极,分别研究了电流密度、降解时间、极板间距、pH值对甲基橙溶液脱色效果的影响,并优化出最佳的处理条件.实验结果表明:使用Ti/Sb-RuO2/Co-Mo电极在电流密度为100mA/cm3,降解时间为15min,极板间距为1.5cm,pH值为6.0条件下,甲基橙的脱色率可达到95%以上.     

负载Pt-Bi的石墨烯-活性炭-聚四氟乙烯复合电极电化学降解甲基橙

电化学法通常较生物法更能高效处理难降解有机污染物;但其实用性取决于所采用的电极材料和电解过程的能耗。制备了一种新型的负载Pt-Bi的石墨烯-活性炭-聚四氟乙烯(PTEF)复合电极;并对其进行了表征和电化学性能测试。研究了电极对甲基橙电催化降解效果及其影响因素。结果表明:负载Pt-Bi后,电极电化学性能得到明显提高,其电极比电容增加了7%;甲基橙降解过程与准一级反应动力学模型较吻合,通入空气和施加方波电位均有利于甲基橙的去除;在甲基橙的电化学降解过程中,电催化起主要作用,对甲基橙降解的影响远大于电极自身的吸附作用。在方波电位、不通气体条件下,甲基橙初始浓度为20 mg/L时,电解180 min后甲基橙的去除率达到95.81%,交替进行的氧化还原反应有利于甲基橙的降解。为染料的高效降解提供了一种有效的方法,有望应用于废水中其他难降解有机污染物的处理。     

新型活性炭电极电化学降解甲基橙研究

电化学法通常较生物法更能高效处理难降解有机污染物,但其实用性取决于所采用的电极材料和电解过程的能耗。本文制备了一种新型的负载Pt-Bi的石墨烯-活性炭-聚四氟乙烯（PTEF）复合电极,并对其进行了表征和电化学性能测试,研究了电极对甲基橙电催化降解效果及其影响因素。结果表明：负载Pt-Bi后,电极电化学性能得到明显提高,其电极比电容增加了7 %;甲基橙降解过程与准一级反应动力学模型较吻合,通入空气和施加方波电位均有利于甲基橙的去除;在甲基橙的电化学降解过程中,电催化起主要作用,对甲基橙降解的影响远大于电极自身的吸附作用。在方波电位、不通气体条件下,甲基橙初始浓度为20 mg/L时,电解180 min后甲基橙的去除率达到95.81 %,交替进行的氧化还原反应有利于甲基橙的降解。本文为染料的高效降解提供了一种有效的方法,有望应用于废水中其他难降解有机污染物的处理。     

填充床电化学反应器处理甲基橙废水影响因素研究

采用活性炭(AC)填充型电化学反应器模拟甲基橙废水进行实验研究,分析不同阳极类型对甲基橙废水色度和化学需氧量(COD)去除效率的影响.实验结果显示,PbO2/Ti阳极较RuO2/Ti、IrO2-Ta2O5/Ti阳极对甲基橙废水具有更好的脱色及COD降解效率,经150min电催化氧化,色度及COD去除率分别可达98.14%和54.22%.在此基础上,采用单因素实验方法,研究甲基橙初始浓度、电解质质量浓度及电流密度对甲基橙废水电催化氧化效率的影响,并计算不同电流密度下体系的电流效率(ACE)及能耗(Esp).结果表明,在甲基橙初始浓度200mg/L,电解质质量浓度3%,电流密度30A/m2时,色度及COD去除率最高达98.89%和55.28%,ACE最高为65.86%,能耗最低为COD:11.19kWh/kg.     

超声波芬顿法协同降解亚甲基蓝的研究

以亚甲基蓝溶液为模型污染物,在超声波芬顿法协同作用下对亚甲基蓝染料废水的降解作用进行了研究,考察了反应时间、H2O2用量、溶液pH值、Fe2+的浓度等因素对亚甲基蓝溶液降解的影响。结果表明,超声波单独降解亚甲基蓝溶液脱色效果不明显,超声波协同H2O2降解亚甲基蓝,加入30%H2O26mL,脱色率约45.80%;溶液pH2.80,Fe2+浓度为30mmol/L时,超声波芬顿法协同降解甲基蓝180min,脱色率达92.70%。试验证明,超声波芬顿法是一种降解亚甲基蓝的有效方法。     

Cl-和HCO3-对N80钢阳极电化学行为的协同作用

采用动电位极化曲线和动电位电化学阻抗谱对含不同浓度Cl-和HCO3-溶液体系中N80钢的阳极电化学行为进行了研究.溶液体系中不含Cl-的情况下,HCO3-的浓度超过0.03 mol.L-1时可使N80钢发生钝化.Cl-能极大提高发生钝化的HCO3-浓度临界值,同时对材料表面的钝化膜具有强烈的破坏作用.在阳极区,同等HCO3-浓度下,含Cl-的溶液体系中点蚀电位下降,维钝电位区间变窄,维钝电流密度升高.动电位电化学阻抗谱结果与动电位极化曲线基本对应.等效电路中电器元件与极化电位的关系表明,在含Cl-的溶液体系中N80钢的钝化膜粗糙度与致密性均有所下降,维钝电流密度升高主要由电荷转移电阻的降低所致.     

UV-Fenton试剂作用下甲基橙的降解规律

采用UV-Fenton法降解甲基橙溶液. 结果表明, UV对甲基橙光降解反应的速率起决定性作用; 对H₂O₂浓度、 铁离子浓度以及pH值对甲基橙脱色 率与去除率的影响进行了探 讨; 发现H₂O₂浓度决定甲基橙的去除率, 铁离子浓度是影响降 解速率的主导因素, 而随pH值降低反应速率明显增大. 比较了甲基橙光降解过程中, 色度去除率和总有机碳去除率之间的关系. 实验结果表明, 总有机碳去除率滞后于色度去除率.     

高铁酸盐/Al(OH)3对偶氮类染料的降解脱色研究

以电化学循环伏安法研究了FeO42-、甲基橙、酸性铬蓝以及铬黑T等偶氮类染料的氧化还原电位.实验结果表明FeO42-有足够高的氧化电位来氧化偶氮类染料中的生色基团.用紫外-可见光谱法分析了FeO42-对甲基橙、酸性铬蓝、铬黑T等偶氮类染料的降解脱色行为.经高铁酸盐处理后偶氮染料类废水溶液中的有机成分逐渐减少,脱色率高于...     

Fe2O3/TiO2复合光催化剂的制备及其表征

以硝酸铁为铁源、硫酸钛为钛源,采用微乳液法制备Fe2O3/TiO2复合光催化剂,并用SEM、FTIR、XRD、BET和甲基橙脱色率对复合光催化剂进行表征。结果表明,铁与钛的摩尔比为1∶3、煅烧温度为500℃以及煅烧时间为1.5h时,所制Fe2O3/TiO2复合光催化剂疏松多孔、颗粒细小且热稳定性高,经紫外光照15min后,其对甲基橙的降解率为99.7%,与相同条件下制备的TiO2相比,Fe2O3/TiO2复合光催化剂具有更好的光催化活性和更大的比表面积。     

活性炭负载壳聚糖／纳米CdS复合粒子对甲基橙的脱色作用

用模拟生物矿化法制备了活性炭负载壳聚糖/纳米CdS复合粒子,并用于可见光光催化降解甲基橙染料模拟废水,研究了初始pH值、催化剂投加量、光照情况和催化剂重复使用等因素对甲基橙光解脱色率的影响.结果表明,当pH=2.0,催化剂投加量为1.0 g/L的条件下,对初始浓度为10 mg/L的甲基橙模拟废水进行可见光辐射处理60 min后,脱色率达到97.2%.溶液的pH值对脱色率有显著影响,酸性媒介比碱性媒介更有利于甲基橙染料光解脱色.处理前后的UV-Vis谱图分析表明,活性炭负载壳聚糖/纳米CdS复合粒子可见光辐射处理甲基橙过程中溶液出现脱色,是因为染料发生氧化光降作用.催化剂重复利用5次后,处理60 min对甲基橙的脱色率仍可达84.7%.     

溶胶-凝胶法制备TiO_2/MCM-41负载型光催化剂及其性能表征

以钛酸丁酯为钛源、MCM-41分子筛为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2/MCM-41负载型光催化剂,并通过XRD、BET、TEM、XPS对最佳条件下制备的光催化剂进行表征。结果表明,所制光催化剂是一种具有均匀规则孔道结构的介孔材料,其粉体比表面积高达358.8m2/g;经700℃煅烧,催化剂主要晶相为锐钛矿相。光催化剂中的Ti以+4价存在,TiO2表面羟基氧所占比率为38.0%。以水中甲基橙为模拟污染物,TiO2/MCM-41光催化剂对浓度为25mg/L的甲基橙溶液降解0.5h后,其脱色率为93.7%。     

纳米TiO2对甲基橙的吸附及光催化降解

采用新型氯化法制备纳米TiO₂，研究了纳米TiO₂悬浆体系对甲基橙溶液的降解脱色情况。研究表明，自制纳米TiO₂对甲基橙具有良好的吸附性，避光暗处也能够对甲基橙得到部分降解作用。考察了避光及不同光源照射下纳米TiO₂对甲基橙的脱色情况，并在 160W汞灯照射下，对甲基橙溶液初始浓度、催化剂投加量、反应时间和反应温度对甲基橙溶液的降解脱色速率的影响情况进行了研究。结果表明，光源对甲基橙的降解脱色速率影响不大；纳米TiO₂投加量为 5.0～13.0g/L时，对100～400mg/L的甲基橙溶液可达到良好的脱色效果；常温情况下纳米TiO₂ 投加量为 13g/L时，与100mg/L的甲基橙溶液反应30min，在160W汞灯照射下甲基橙脱色率可达91.1%，避光暗处脱色率可达86.9%。     

针-水电极正直流高压放电对甲基橙染料废水的脱色

采用针-水电极反应器,研究正直流高压放电处理甲基橙染料废水的效果.考察了不同放电形式和实验参数下对甲基橙染料废水脱色效果的影响.实验结果表明,电晕放电在处理时间0～25 min脱色效果比击穿流光放电处理效果好,而在处理25 min后击穿流光放电脱色效果好于电晕放电.在电压18 kV、电流15 mA、处理初始质量浓度为40 mg/L的甲基橙溶液30 min时,脱色率达到98％.该反应符合一级动力学反应,反应速率常数为0.127 mg/(L·min).经过放电处理,甲基橙的特征吸收峰(465 nm)强度逐渐减弱并基本消失,分子结构中的偶氮基团与苯环组成的共轭体系被破坏,甲基橙分子被有效降解.     

介孔TiO2及Fex/TiO2纤维光催化降解酸性橙Ⅱ的性能研究

以胶原纤维为模板分别负载钛(Ti4+)或钛(Ti4+)和铁(Fe3+),在高温下煅烧制得介孔TiO2和Fex/TiO2纤维.以酸性橙Ⅱ为模型分子,研究了介孔TiO2和Fex/TiO2纤维在可见光照射下对酸性橙Ⅱ的降解特性.研究表明,通过掺杂Fe3+能有效地提高介孔TiO2纤维的光催化活性,在本实验条件下,最佳的Fe/Ti摩尔比为0.01,最佳的煅烧温度为600℃.在酸性橙Ⅱ初始pH值为3～6,初始浓度为0.1 mmol.L-1,介孔Fe0.01/TiO2纤维用量为1 g.L-1,可见光照射下反应4 h后,酸性橙Ⅱ的脱色率和矿化率达到99%和46%以上.光催化活性的稳定性研究表明,介孔Fe0.01/TiO2纤维具有良好的光催化活性的稳定性,能多次重复使用.     

泡沫镍负载纳米ZnO薄膜电极光电催化降解甲基橙研究

采用阴极电沉积法制备泡沫镍负载ZnO薄膜电极,以紫外灯为光源,以负载ZnO薄膜的泡沫镍为阳极,铂电极为阴极,饱和甘汞电极为参比,建立三电极的光电催化体系,以甲基橙为降解对象,考察了外加电压、甲基橙起始浓度、支持电解质浓度和薄膜掺杂对甲基橙降解率的影响．研究表明泡沫镍是光催化剂良好的载体,适当地增加电压、降低甲基橙起始浓度、增大支持电解质浓度和掺杂可以提高甲基橙的降解率．     

微弧氧化制备TiO2光催化剂降解甲基橙实验研究

用微弧氧化法在纯钛材料表面负载TiO2陶瓷膜,以此作为光催化剂,用紫外光为光源,降解甲基橙溶液.选用硅酸钠、磷酸钠、铝酸钠电解液体系,比较了所制备的不同TiO2光催化剂对降解甲基橙的影响.实验结果表明:不同溶液体系制成的TiO2膜对甲基橙均有脱色效果,但光催化降解甲基橙速率不同,在对比的溶液体系中,磷酸钠的效果最好.硅酸钠电解液中加入添加剂也改善了负载光催化剂的质量.     

超声-光催化氧化联合法降解甲基橙的研究

采用光催化氧化-超声分散联合法,以纳米微粉TiO2为光催化剂,对低浓度甲基橙溶液进行降解脱色研究。结果表明单一超声波反应对甲基橙的脱色效果不明显;加入超声波后,联合法与单一光催化相比使甲基橙溶液的脱色率提高了29.4%,这是由于在光催化反应中加入超声波后对催化剂粒子起着即时分散的作用,有效地阻止了体系中催化剂颗粒的团聚。光催化剂用量为0.20%,超声波发生仪的发生电流I=4.0A时,对初始质量浓度为25mg/L的甲基橙溶液有很好的脱色效果。     

磁性膨润土多相芬顿体系的构建及其应用研究

针对印染废水色度高、COD高、毒性大、降解难等特点,鉴于膨润土具有良好的吸附性,采用共沉淀法,构建出Fe3O4-膨润土/H2O2多相芬顿(Fenton)体系。以甲基橙为模拟的印染废水,对底物降解的主要影响因素进行研究。结果发现,在初始质量浓度为100mg/L,初始pH=3,Fe3O4-膨润土投加量为0.50g/L,H2O2加入量为0.050 0mol/L,反应温度为40℃时,甲基橙的脱色率高达96.72%。同时,该水处理剂经磁回收后重复实验发现,Fe3O4-膨润土使用5次之后,其脱色率仍保持到89.94%,反应60min后铁离子溶出量仅有3.23×10-3 mg/L,说明Fe3O4-膨润土有较好的催化活性和稳定性。     

电催化氧化降解活性红紫X-2R染料废水的研究

采用复极性三维三相电极反应装置对活性红紫X-2R染料进行了电催化氧化降解试验,分析了外加电压、主电极极间距、电流密度、初始pH值、曝气量等因素对降解效果的影响,确定了最佳工艺条件:外加电压30 V,电流密度28 mA/cm2,主电极极间距5 cm,初始pH值6,曝气量3 L/min,初始质量浓度为400 mg/L的染料废水经50 min电催化氧化后,脱色率与COD的去除率分别达99.1%和93.5%.     

电催化氧化降解活性红紫X-2R染料废水的研究

采用复极性三维三相电极反应装置对活性红紫X-2R染料进行了电催化氧化降解试验,分析了外加电压、主电极极间距、电流密度、初始pH值、曝气量等因素对降解效果的影响,确定了最佳工艺条件：外加电压30 V,电流密度28 mA/cm2,主电极极间距5 cm,初始pH值6,曝气量3 L/min,初始质量浓度为400 mg/L的染料废水经50 min电催化氧化后,脱色率与COD的去除率分别达99.1%和93.5%.