电沉积法活性炭负载纳米零价铁制备及对偶氮类染料的脱色效能研究

发布时间：2020-05-03 16:24

【摘要】：我国是纺织印染业的第一大国,占世界染料产量的70%,每天有大量未经处理或处理不达标的印染废水排入江河湖泊,对水体环境造成了严重威胁。纳米零价铁是一种新兴高效的环境修复技术,已被广泛应用于重金属、卤代化合物、硝酸盐等污染物的治理中。作为新兴研究领域,近年来纳米零价铁的制备方法不断创新,应用范围越来越广,目前常用制备方法多存在成本较高等问题,仅适用于实验室少量制备。本文以设备简单、操作便捷并有广泛应用基础的电沉积法为理论基础,将活性炭作为载体电极制备负载型纳米零价铁(zero-valent iron/activated carbon,nZVI/AC),通过对制备过程中沉积液参数和电流参数进行优选,确定最优制备条件,并对该条件下制备的nZVI/AC进行表征分析,将其用于偶氮类染料脱色效能的影响和动力学规律研究。电沉积液参数对制备nZVI/AC性能影响的试验研究中,以甲基橙(methyl orange,MO)降解率指标、沉积液指标和系统指标为评价体系,采用正交试验和层次分析法,得到不同沉积液参数对nZVI/AC影响大小,以及最优沉积液参数为:FeCl_2?4H_2O浓度为400g/L,pH值为2.0,溶液温度为40℃,糖精、十二烷基硫酸钠和氯化锰的添加量分别为1.0g/L、0.05g/L和30g/L。电流参数对制备nZVI/AC性能影响的试验研究中,以MO降解效率、电流效率和铁碳质量比为评价指标,采用单因素影响试验,优选出直流电制备nZVI/AC的最优电流密度为3.0A,通电时间为10min。对最优条件下电沉积法制备的nZVI/AC进行表征分析,结果显示,电沉积法在活性炭上成功负载的零价铁呈絮状球形,单体尺寸在200nm左右,比表面积和总孔隙容积分别为470.103 m~2/g和0.361 cm~3/g。nZVI/AC对MO模拟染料废水脱色效果较好,适用范围较宽,降解机理以还原、吸附和混凝共沉淀为主。降解率随MO初始浓度的升高而升高,随反应温度、DO、共存物质Na_2SO_4和CMC的升高而降低,pH为中性时降解率最高。nZVI/AC对MO染料的脱色反应主要遵循一级指数衰减动力学模型,CMC共存状态下遵循线性衰减动力学模型。
【图文】：

技术路线

图 2.1 自制双辊轧膜机gure 2.1 Homemade double roll mill mac处理气中的纯铁电极片表面易出现锈、使得电极局部产生气泡，，影响试验质量和结晶粒大小。因此，每次使铁原子按基体的晶格结构外延生长 400#金相纸打磨，经蒸馏水冲洗后5w）中震荡 3min，取出后浸入 H2酸溶液中 1min，然后分别用蒸馏用。 FeCl2 4H2O、糖精、十二烷基硫酸
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703;TQ424.1

【参考文献】

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本文编号：2647795