自动微生物电芬顿体系的构建及其对酸性橙7的降解性能研究

发布时间：2023-04-26 19:03

　　各种各样的持久性有机污染物(POPs)所引起的生态水质环境恶化已成为当前全球社会关注的热点问题。芬顿技术作为一种重要的高级氧化技术,被广泛用于降解POPs。微生物电芬顿技术(MEF)是一种由芬顿技术与微生物燃料电池技术结合形成的新型去污技术,因为具有高效率和环境相容性强等独特的优势,近年来受到研究者们的广泛关注。但MEF还存在严苛的pH环境以及系统耗材昂贵等问题,其实际应用仍面临巨大的挑战。本研究主要采用以下两方面的措施来解决上述问题,一方面通过构建非均相铁催化剂来代替Fe²⁺提供铁源,以扩大芬顿反应所需的pH范围。另一方面则是简化MEF的构型,以降低成本,提高污染物降解效率,促进其实际污水处理中的应用。本论文研究一种“蒸腾作用”驱动的自动电芬顿系统(AMEFS)的构建及其难降解污染物的去除应用。论文以具有微通道结构的植物为原料,引入异相的铁氧化物芬顿试剂,制备了一种具有微通道结构的铁/碳(Fe@KSC)芬顿空气阴极,构建了两种AMEFS。在类似植物蒸腾作用的驱动下,研究AMEFS在中性环境下降解持久性有机物的性能。具体工作如下:论文的第一部分以具有微通道结构的天...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 芬顿反应的发展历程及其反应机制
    1.3 微生物电芬顿系统
        1.3.1 微生物燃料电池电芬顿系统
        1.3.2 微生物电解池芬顿系统
        1.3.3 微生物燃料电池驱动微生物电解池电芬顿系统
        1.3.4 微生物反向电渗析电芬顿系统
        1.3.5 微生物脱盐电池电芬顿系统
    1.4 影响微生物电芬顿系统的性能参数
        1.4.1 H₂O₂ 产率
        1.4.2 Fe²⁺/Fe³⁺/Fex My
        1.4.3 pH
        1.4.4 污染物初始浓度
    1.5 微生物电芬顿技术在降解POPs中的应用
    1.6 本论文的研究意义及主要内容
        1.6.1 本论文工作的研究意义
        1.6.2 本论文工作的主要研究内容
第二章 微通道铁/碳复合材料的制备及其电芬顿降解AO7性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品与仪器
        2.2.2 KSC和 Fe@KSC的制备
        2.2.3 结构与性能表征
        2.2.4 KSC毛细管性能测试
        2.2.5 KSC和 Fe@KSC的电化学性能测试
        2.2.6 电芬顿降解AO7 性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 KSC与 Fe@KSC材料的形貌表征
        2.3.2 KSC与 Fe@KSC材料的结构表征
        2.3.3 KSC与 Fe@KSC材料的毛细性能
        2.3.4 KSC和 Fe@KSC的电化学性能
        2.3.5 电芬顿降解AO7 性能测试
    2.4 本章小结
第三章 自动微生物电芬顿系统的构建及其降解AO7性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品和仪器
        3.2.2 双电极AMEFS的组装
        3.2.3 时间-电压曲线
        3.2.4 单电极AMEFS的组装
        3.2.5 单电极AMEFS生物膜电活性表征
        3.2.6 AMEFS降解AO7 性能测试
        3.2.7 单电极AMEFS降解AO7 后生物膜的SEM表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 双电极AMEFS电池电性能
        3.3.2 外阻对双电极AMEFS降解AO7 性能的影响
        3.3.3 单电极AMEFS的生物膜电活性表征
        3.3.4 单电极AMEFS降解AO7 的性能
        3.3.5 单电极AMEFS降解AO7 后生物膜的表征
    3.4 本章小结
第四章 全文总结与展望
    4.1 全文总结
    4.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间研究成果目录



本文编号：3802044