多通道整体碳阴极分解有机污染物的性能研究

发布时间：2021-01-27 01:26

　　近年来,电化学技术被认为能够有效降解水中持久性有机污染物,该领域研究重点是如何提高降解污染物的效率。优化反应器是提高电化学水处理效率的重要途径,已报道的电化学反应器主要形式为序批式和流通式,前者只能运用材料表面;后者以碳纳米管滤膜为电极,电极厚度小且碳纳米管易脱落腐蚀,难以实际应用。针对这一问题,设计并搭建了以碳化具有天然竖直孔道的木材得到整体多通道碳作为阴极的流通式电化学反应器,整体电极厚度可调可控且不易脱落,且具有竖直孔道,可增强传质;并进行了新型反应器降解水中有机污染物的性能研究。主要内容如下:采用高温碳化然后KOH溶液浸泡的方法制备整体多通道碳（Monolithic Porous Carbon,MPC）。扫描电子显微镜观察发现MPC电极具有1-10μm和50μm左右两种规格的竖直孔道,可缩短污染物向电极表面的扩散距离,从而改善传质条件。氮气吸附脱附曲线表明MPC比表面积为468 m2·g-1,且具有丰富的微孔和介孔。X射线光电子能谱和红外光谱说明MPC表面具备丰富的含氧官能团,可作为反应的活性位点。构建以MPC为阴极的流通式电化学反应器,并以苯酚、磺胺甲恶唑和阿特拉津为目标污染... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
    1.1 电化学水处理技术
        1.1.1 技术简介
        1.1.2 反应过程影响因素
        1.1.3 水处理装置简介
    1.2 电化学过滤器
        1.2.1 电化学过滤器简介
        1.2.2 碳膜电化学过滤器的研究进展
        1.2.3 碳膜电化学过滤器存在的问题
    1.3 整体多孔道碳材料
        1.3.1 材料的碳化
        1.3.2 碳材料的活化
        1.3.3 整体结构碳材料的应用
    1.4 研究目的、意义及内容
        1.4.1 研究目的与意义
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 创新点
        1.4.4 技术路线
2 多通道整体多孔碳材料的制备与流通式反应器的构建
    2.1 多通道整体多孔碳材料的制备与表征
        2.1.1 木材的碳化
        2.1.2 木碳的活化
    2.2 流通式反应器的构建
    2.3 小结
3 流通式反应器降解有机物的性能研究
    3.1 苯酚降解性能研究
    3.2 反应条件优化
        3.2.1 苯酚初始浓度的选择
        3.2.2 电流对苯酚降解性能的影响
        3.2.3 停留时间对苯酚降解性能的影响
        3.2.4 pH对苯酚降解性能的影响
    3.3 磺胺甲恶唑和阿特拉津的降解
    3.4 地表水处理
    3.5 稳定性与重复性研究
        3.5.1 多次循环实验
        3.5.2 电极材料稳定性和重复性研究
    3.6 小结
4 整体多通道碳阴极流通式反应器的降解机制研究
    4.1 阴阳极降解性能评估
    4.2 流通式电化学反应器中活性物质分析
    4.3 电辅助吸附对苯酚降解的影响
    4.4 整体多通道碳阴极产·OH的性能研究
    4.5 整体多通道碳阴极工作机制分析
    4.6 小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3002171