单壁碳纳米管钛网电极去除水溶液中镉、铜及甲基橙的研究

发布时间：2020-08-10 09:53

【摘要】：由于工业的快速发展,重金属及染料废水的排放量日益增大,对人体健康和生态环境造成了很大影响。目前处理重金属废水的化学沉淀法、膜分离法等和处理染料废水的高级氧化技术、吸附法等都在一定程度上存在处理费用高、容易产生二次污染等问题。电化学法是近几十年来发展起来的一种废水处理技术,具有去除效率高,环境友好、无二次污染等优点,在处理重金属及染料废水等方面得到了广阔的应用。单壁碳纳米管(SWCNTs)是近30年发现及发展的一种新型碳材料,具有比表面积大、表面易修饰、良好的导电性等特点,已经在水处理方面得到了广泛的应用。钛网拥有化学性质稳定、耐酸碱、良好的导电性等特点。采用电泳沉积法(EPD)制备不同功能化单壁碳纳米管钛网电极;并对此电极进行极化曲线及循环伏安曲线测试。利用单壁碳纳米管钛网电极分别对水溶液中的镉、铜及甲基橙进行去除研究。考察不同电极组合、溶液pH、应用电压、电解质浓度等对镉、铜及甲基橙去除率的影响。讨论了镉、铜及甲基橙在单壁碳纳米管钛网电极表面的去除机理。并对单壁碳纳米管钛网电极再生利用进行研究。主要的研究内容与结果如下:在去除镉方面,溶液pH 8,应用电压2.5 V,电解质NaN03浓度20 g.L-1为去除镉的最佳条件。镉去除率可达89.13%。去除镉的电极可以通过酸浸进行再生。镉去除机理表明,镉的去除是通过在电极表面形成吸附双电层以及生成Cd(OH)2吸附在电极表面而被去除。在去除铜方面,溶液pH 6,应用电压2.5 V,电解质NaN03浓度6g.L-为去除铜的最佳条件。铜去除率可达99.9%。去除铜的电极可以通过酸浸进行再生。铜去除机理表明,铜的去除是通过在电极表面形成吸附双电层以及还原成铜原子吸附在电极表面而被去除。在去除甲基橙方面,应用电压2V,溶液pH2,电解质Na2S04浓度lg·L-1为去除甲基橙的最佳条件。甲基橙去除率可达99%。去除甲基橙后的电极经简单水洗即可以再生,并且可以多次重复利用。
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703
【图文】：

再用无水乙醇多次淋洗滤饼。将淋洗后的滤饼置于电热恒温鼓风干燥箱中６０°Ｃ逡逑下干燥１５ｈ，处理后即可得到磺酸基化单壁碳纳米管［１１５】（ＳＷＣＮＴｓ－Ｓ０３Ｈ）。反应逡逑装置图如图１－３所示，改性的磺酸基单壁碳纳米管实物图如图１－４所示。逡逑１３逡逑

图１－３实验装置图逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ邋ｄｅｖｉｃｅ逡逑

图１－４磺酸基单壁碳纳米管实物图逡逑Ｆｉｇ．邋１－４邋Ｐｉｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ＳＷＣＮＴｓ－Ｓ０３Ｈ逡逑

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本文编号：2787925