光催化燃料电池耦合过硫酸盐处理有机废水的研究

发布时间：2021-08-06 21:57

　　光催化燃料电池（Photocatalytic fuel cell,PFC）可在降解水中有机物的同时回收其中化学能。针对PFC处理有机废水效率低,反应时间长等缺点,本文提出一种PFC与过硫酸盐（PS）耦合的方法,使降解反应从电极表面扩展到整个溶液中,提升PFC降解效率同时增强体系产电能力。本研究选择稳定性好、无毒、价格低廉、光响应性较好的TiO₂作为光阳极,Pt作为阴极,加入过一硫酸盐（PMS）或过二硫酸盐（PDS）构建PFC/PS协同体系,降解水中典型有机污染物甲基橙（MO）、四环素（TC）及活性艳蓝（KN-R）,同时考察体系产电情况。具体研究内容如下:（1）用电化学阳极氧化法制备TiO₂/Ti光阳极。X射线衍射、扫描电镜和X射线能量色散谱等的表征结果表明,在钛片上成功制备了具有纳米管阵列结构的TiO₂/Ti光阳极。（2）以MO为目标污染物,利用PFC耦合PDS对其降解及产电性能进行了研究,最优条件下MO的脱色率和产电性能相较于PFC分别提高了40.36%和44.97%。自由基清除实验确定了此耦合体系中的主要活性物种为S... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

TiO2纳米管阵列电极的XRD谱图

图 2-2 TiO2纳米管阵列电极的（a）SEM 和（b）EDS 谱图2.3 实验装置与方法2.3.1 实验装置与步骤图 2-3 为 PFC/PS 体系的实验装置示意图。PFC/PS 体系以制备的 TiO2/Ti 作为光阳极，Pt 作为阴极，两电极间通过导线连接，插入 100 mL 烧杯中。选择波长为 36nm 的高压汞灯作为紫外光源，光阳极的照射面积为 10 cm2。实验开始前，配置 100 m一定浓度的 MO 加入烧杯中，同时加入一定量的 PS，打开紫外灯开始反应。所有实验均在室温下进行，实验使用磁力搅拌保持溶液均匀。

图 2-2 TiO2纳米管阵列电极的（a）SEM 和（b）EDS 谱图与方法与步骤FC/PS 体系的实验装置示意图。PFC/PS 体系以制备极，两电极间通过导线连接，插入 100 mL 烧杯中为紫外光源，光阳极的照射面积为 10 cm2。实验开始 加入烧杯中，同时加入一定量的 PS，打开紫外灯开行，实验使用磁力搅拌保持溶液均匀。

【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈我国水资源管理中存在的问题及对策[J]. 于艳,宗小华.  科技与企业. 2013(09)
[2]蒽醌类染料废水处理的研究进展[J]. 洪颖,陈国松,张红漫,张之翼,蒋皎梅.  工业水处理. 2004(10)
[3]SBR法处理印染废水的研究[J]. 郝瑞霞,程水源.  环境科学进展. 1996(05)

博士论文
[1]TiO2纳米材料的制备、改性及其光催化性能研究[D]. 林婵.中国海洋大学 2014
[2]双极可见光响应型光催化废水燃料电池的研究[D]. 陈全鹏.上海交通大学 2014
[3]电化学处理有机废水电极材料的制备与性能研究[D]. 毕强.西安建筑科技大学 2014
[4]微生物燃料电池处理有机废水过程中的产电特性研究[D]. 尤世界.哈尔滨工业大学 2008



本文编号：3326547