钛基铈掺杂贵金属氧化物涂层电极的制备及对焦化废水的电解处理

发布时间：2020-07-15 15:37

【摘要】：焦化废水作为煤化工行业生产废水中的一种,因其成分复杂、色度高、难以生化降解,因而在难降解工业废水处理领域受到广泛关注。采用常规的生化处理手段处理焦化废水,虽有所成效,但却难以达标。因此实现对焦化废水的深度处理,并有效防范因其处理不达标而造成的水环境污染,既是我国工业化发展的内在需要,也是水污染治理领域的必然要求,更是实现“绿水青山就是金山银山”这一生态文明建设要求的坚实举措。针对这一现实难题,本文主要研究了利用电化学高级氧化技术来实现对焦化废水的深度处理,从电极材料的制备、表征,到电化学水处理装置的搭建、电化学氧化处理出水中COD、TOC、UV_(254)值去除效果的对比,并利用GC-MS分析了水体中有机物的种类和丰度等,从多个角度对电化学水处理做了较为系统的研究。采用热分解法制备了经稀土Ce掺杂改性的Ti/RuO_2-Ta_2O_5、Ti/RuO_2-ZrO_2两类电极,分析比较了稀土元素Ce的引入对强化电极性能的影响。通过SEM、EDS、XRD、CV曲线和LSV曲线等分析测试手段对电极表面的微观形貌、主要成分、物相组成及电化学性能进行了表征。将Ti/RuO2-Ta2O5-Ce电极和Ti/RuO_2-ZrO_2-Ce电极分别用于对焦化废水生化出水的电化学氧化处理,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)检测了该废水处理前后有机组分的变化情况,并对比了处理出水的COD、TOC、及UV_(254)值的变化趋势。结果表明,稀土Ce的引入优化了电极表面的结构和形貌,增大了涂层的比表面积,提高了电极表面活性位点的数量,增强了阳极对焦化废水中有机污染物的降解能力。经电化学氧化处理后,焦化废水中稠杂环芳烃和环烷烃含量明显减少,而形成了单环有机物和不饱和链烃。当电解时间为30min,温度为25℃,pH=7,电流密度为25mA/cm~2时,Ti/RuO_2-Ta_2O_5-Ce电极对焦化废水中有机物的降解效果最好,其中COD去除率可达97.0%,TOC去除率可达85.0%,UV_(254)值明显降低。当电解时间为30min,温度为25℃,pH=7,电流密度为10mA/cm~2,Ti/RuO_2-ZrO_2-Ce电极的电化学氧化出水中COD、TOC去除率为95.0%和89.6%,随着反应时间的延长COD、TOC去除率最高可达98.3%和89.6%,UV_(254)值最低为0.281。
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X784

【参考文献】

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本文编号：2756684