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。     

活性炭负载活性氧化铝电极电化学降解染料废水

采用活性炭粉末为模板负载活性氧化铝制备改性电极,以亚甲基蓝为目标污染物研究电极的电催化性能,考察了电解质浓度、电解电压、亚甲基蓝初始浓度对亚甲基蓝降解率的影响,初步探讨了电化学降解染料废水的机理,并对活性炭负载活性氧化铝电极进行表征。结果表明,将金属氧化物填充至活性炭粉末的孔洞结构中,金属氧化物由不规则的微观形貌变为规整致密的正方体,说明活性炭为负载金属氧化物提供了模板,为提高阳极材料的稳定性与电降解效率提供了可能。在优化的实验条件下,改性阳极对亚甲基蓝、番红花红T、溴百里香酚蓝、溴甲酚绿及混合染料废水均表现出较好的降解效果,脱色率均达到80%以上。采用碘量法与比色法验证了电化学降解过程中产生的H_2O_2与OH·,降解过程中生成H_2O_2浓度为8.4×10~(-6)mol/L。     

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%.     

负载型光催化膜降解高浓度甲基橙溶液

以负载型TiO2／活性炭光催化膜降解高浓度甲基橙水溶液为处理体系，研究了负载膜型与微粉型光催化剂降解活性，考察了催化剂用量、溶液初始质量浓度、溶液pH值等对降解性能的影响。探讨了初始质量浓度对降解反应动力学的影响，确定了降解反应级数为一级，得出了不同初始质量浓度下的反应半衰期表示式。     

负载型TiO2光催化剂降解甲基橙研究

采用溶胶－凝胶法将ＴｉＯ２负载到砂子上制得催化剂,采用敞口固定床型反应器对甲基橙进行固定相光催化脱色试验并探讨了负载型光催化剂的制备及活性。     

阴阳极同时作用电化学法降解水中甲基橙

目的研究阴阳极共同作用电化学法的最优电极组合,确定在最优电极下处理水中甲基橙的工艺条件.方法在自制电化学反应器中,通过阴阳极同时作用电化学法降解水中甲基橙的试验,分析Fe3+浓度、Cl-浓度、电流密度各因素对甲基橙脱色率的影响,并通过紫外-可见光谱对反应产物进行定性分析.结果阳极采用钛基铱涂层化学稳定性好、催化性能高、电极电位高;阴极采用钛板具有很高的析氢过电位.当Fe3+浓度为1 mmol/L、Cl-浓度为11 mmol/L、电流密度为7.5 m A/cm2时,甲基橙的脱色率可达90%以上.结论阴阳极同时作用电化学法降解水中甲基橙能很好地脱色,其分子中偶氮结构的n-π*和苯环共轭体系的π-π*结构均遭到了破坏;阴阳极同时作用电化学法处理甲基橙的效果较好.     

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.     

钛酸锂/石墨烯复合电极材料电化学性能

以锐钛矿型TiO_2和LiOH·H_2O为主要原料,采用球磨喷雾技术辅助高温固相法合成了钛酸锂/石墨烯复合材料.使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品进行物相分析和形貌表征,通过恒流充放电和循环伏安测试对其电化学性能进行表征.结果表明:通过该方法制备得到了结晶度高、呈微球形的纯相钛酸锂粉体;掺入石墨烯后,物相结构并未发生改变,且未见其他杂质出现,而晶粒尺寸减小,晶粒形貌由规则外形变为近球形.该种结构改变导致钛酸锂材料的锂离子扩散系数由2.64μm~2/s提高至5.82μm~2/s,是电化学性能提高的内在原因.充放电测试结果表明,首次放电比容量由162mA·h/g提高到182mA·h/g,有望今后得到应用.     

黑曲霉降解甲基橙的探讨

考察不同培养时间、pH值、温度、转速、碳源、氮源等条件对黑曲霉AN-1(Aspergillus niger)菌丝球降解甲基橙的影响. 结果表明,在培养时间为24 h、pH值为5.0、温度为30 ℃、转速为150 r/min、以葡萄糖为碳源、以硫酸铵为氮源等最佳条件下,AN-1的降解率接近100 %.     

膨胀石墨负载氮掺杂二氧化钛降解甲基橙的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了膨胀石墨负载TiO2和负载氮掺杂TiO2(N-TiO2)光催化剂,用XRD和SEM对样品进行表征,并以甲基橙溶液为目标降解物进行光催化性能的评价。结果表明:纳米TiO2可牢固地负载在膨胀石墨表面和层间,当达到吸附平衡后,煅烧温度为500℃条件下制备的膨胀石墨负载N-TiO2光催化剂在加入量为10 g/L、反应时间60 min的条件下,对初始浓度为15 mg/L的甲基橙溶液的降解率达到95.2%。     

TiO_2光催化降解甲基橙

利用工业产品锐钛型TiO2 为光催化剂 ,以太阳光为光源 ,在具有丰富太阳能的云南进行了光催化降解甲基橙的实验 (海拔 1 81 7m) ,实验表明甲基橙在自然通风好的条件下 ,光照 8h去除率可达 80 %以上 .     

自由基降解甲基橙溶液试验

针对含有偶氮类难降解有机物的染料废水具有色度大,生物可降解性低,难于处理等特点,模拟了有典型偶氮结构的甲基橙染料废水,对强电离放电产生的自由基溶液降解甲基橙进行了研究,讨论了pH值、甲基橙溶液初始质量浓度、自由基溶液质量浓度、温度以及反应时间等因素对甲基橙溶液降解性能的影响.结果表明,酸性条件有利于甲基橙溶液的降解,pH=1.5时,自由基氧化降解200 mg/L的甲基橙溶液3 min后,其COD的去除率和脱色率最大值分别达到86.87%和88.53%.对比甲基橙溶液处理前后紫外-可见光谱图的变化,发现经自由基降解后,偶氮键及苯环都受到破坏,大部分甲基橙分子已经氧化分解.     

ZnO光催化降解甲基橙的研究

纳米ZnO是一种新型的无机功能材料,性能优异,应用十分广泛。本文以甲基橙为研究对象,太阳光为光源,研究了催化剂用量、甲基橙初始浓度、光照时间及pH值对甲基橙降解率的影响。     

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．     

废轮胎活性炭对甲基橙的吸附研究

以工业规模的废轮胎热解炭黑为原料,经过水蒸汽活化制备废轮胎活性炭,采用间歇实验法考察了废轮胎活性炭对阴离子染料甲基橙的吸附性能.系统研究了吸附过程的平衡、动力学及热力学性质.考察了操作因素,如接触时间、溶液pH、吸附剂用量、甲基橙初始浓度以及温度等对吸附过程的影响.研究结果表明,废轮胎活性炭是甲基橙的有效吸附剂,其吸附容量高于商用活性炭以及文献报道的相关吸附剂.吸附平衡符合Lang-muir等温线,吸附动力学过程与假二级动力学模型相符;热力学研究表明,该吸附过程为吸热、自发进行的物理吸附.     

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。     

聚苯胺修饰活性炭电极的电化学性能

有机体系下,采用循环伏安法(CV)在活性炭电极表面电聚合聚苯胺制备聚苯胺/活性炭复合电极,通过循环伏安、恒流充放电和电化学交流阻抗谱(EIS)测试了电极的电化学特性,结果表明,聚苯胺/活性炭复合电极具有良好的电容行为,在-1.0～1.5V参比极为Ag/AgCl,测试区间内具有较大的电化学容量,电极比电容高达276F·g-1,较活性炭电极的比电容92F·g-1有了很大提高.并且交流阻抗法测得活性炭电极的电荷转移电阻Rct为4.9Ω,而复合电极Rct仅2.4Ω.1000次充放电测试后,复合电极比电容仅衰减15.7%.由此表明,在有机体系下聚苯胺/活性炭复合电极是一种具有良好循环寿命和高比电容的复合电极材料.     

甲基橙在SnO2和PbO2电极上的氧化降解途径

采用热解氧化与电沉积的方法制备了钛基SnO2和PbO2电极,并通过SEM进行了表征.以甲基橙为目标有机物,采用循环伏安、线性伏安等手段考察了甲基橙在不同电极上的电催化氧化行为.研究结果表明,甲基橙在电极上均可被直接氧化,所制电极具有较强的电催化活性.