粒子电极的制备及其三维光电催化氧化PAM和p-NPh研究
发布时间：2022-01-03 02:26
三维光电催化氧化是光电协同作用下降解污染物的一种环境友好型技术,它在二维电极基础上,以粒子电极作为反应的第三极,经阳极或粒子表面负载具光电催化性能的物质,在外加光源和电压下对污染物进行降解,较单独电催化体系处理污染物能力更强,且无二次污染。在页岩气开采过程中产生了以聚丙烯酰胺（PAM）及其衍生物为主的含聚污水,存在多次重复利用后聚合物含量高、处理困难等问题。石油加工、炼油等工业生产排出了大量含酚废水,其高浓度、高生物毒性导致废水处理难题大、工艺复杂、成本高。为了人类康健和社会发展,利用高效、绿色方式降解这些难降解废水拥有重要意义。本文在三维电极的基础上,以AC负载具有良好光电催化性的金属氧化物作为粒子电极,并以PAM模拟废水的降解效果为指标,比较了 Ti/AC、Zn/AC、Sn/AC、TiZn/AC、TiSn/AC、ZnSn/AC、TiZnSn/AC粒子电极在三维电极和三维光电体系下处理效果,结果表明TiZnSn/AC粒子在光电协同体系和单独电催化下对PAM的处理效果均比其它粒子更高。优化可得TiZnSn/AC粒子电极的最佳制备条件为,n（ZnSn）:n（Ti）为3:7,n（Zn）:n...
【文章来源】：西南石油大学四川省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１三维电极下有机物直接氧化图??但在阳极也存在与有机物相互竞争的化学反应－析氧反应，见式（１－５）?（１－６）所示，??
或氢氧根离子的直接氧化而产生的。??Ｈ２０?－＞?ＯＨ＋Ｈ＋?＋?ｅ＂ＯＥＴ＋ＯＨ＋ｅ—件下，在阳极可产生氧化性极强的０３，来降解污染物。??３Ｈ２０—＞?０３?（ｇ）?＋?６Ｈ＋＋?６ｅ〇２＋Ｈ２０—＞?０３?（％）?＋?２ｅ?＋?２Ｈ＋学体系下，粒子的复极化很大程度上增大了反应的面积，提溶液内电流的流过过程如图１－２所示，此体系下存在三种不流：它指的是在三维电极反应中，溶液中的电荷未经粒子电正负两极传递，它与电解质溶液的性质密切相关。当电解质，有利于减小旁路电流。二是短路电流：它是指未参与电催子电极到达阴极的电流，这与粒子阻抗大小和静态还是动态加入绝缘物质，或不断搅动溶液，有利于降低这一电流。三是电荷从正极一端流经粒子电极，并参与反应后流出，进入溶行电荷传递。??＊§■?＿??
原为电子受体，当水中的溶解氧接收电子可被还原为超氧基，超氧基继续与水中有机物??质进行反应而发生降解；空穴可直接氧化吸附于表面的有机物质或者电子供体，对有机??物质进行降解，以半导体Ｔｉ０２为例，其具体过程如图１－３所示，反应方程式（１－１７）至??（１－２１）所示。由其反应机理图可推测，影响催化效果的最重要因素为光生电子和光生??空穴的数量，提高光生载流子转移到催化剂表层面速率和抑制光生载流子复合速率，即??抑制光生空穴与活性电子的复合，可使之产生更多的自由基，降解有机物。由此可知，??提高催化剂的导电能力和吸附能力可进一步提高对有机物的降解能力。??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]光电催化去除柠檬酸铵中的氨氮[J]. 马忠虹,崔文权,李耀,丁兰,齐璠静,关伟,赵旭. 环境工程学报. 2017(07)
[2]介孔（TiO2-M）/导电碳毡光电极制备及其光电催化性能[J]. 李铭,李佑稷,徐鹏,林晓,李灯亮. 环境工程学报. 2017(02)
[3]阴极原位产H2O2强化光电催化降解水中EDTA的研究[J]. 陈禹彤,张秀芳,田世超,王雁,刘珊珊,赵旭. 环境科学学报. 2017(03)
[4]含聚污水中聚丙烯酰胺含量测定[J]. 修景海,李泽勤,林琳,刘汝晓,张华. 油气田环境保护. 2016(01)
[5]旋转填充床中O3/Fenton工艺处理聚丙烯酰胺污水的研究[J]. 田力剑,邢天辰,陈建峰,邵磊. 化学反应工程与工艺. 2016(01)
[6]压裂返排液回用处理新技术试验研究[J]. 伦伟杰,郭慧军,杨健,金艳,赵董艳. 油气田地面工程. 2015(12)
[7]超声强化臭氧降解三元驱采油污水聚丙烯酰胺机制[J]. 张雷,刘惠玲,张博. 化工学报. 2015(06)
[8]铜铁共掺杂TiO2/膨润土光催化剂的制备及光催化性能[J]. 朱鹏飞,刘梅,朱天菊,宋诚. 安全与环境学报. 2012(03)
[9]二氧化氯对聚丙烯酰胺降解作用的实验研究[J]. 张炳烛,赵海栋,康志娟,吴海霞,邢士辉,鲁南,刘晓青,王奎涛. 无机盐工业. 2011(07)
[10]超声波降解有机物机理及其应用研究[J]. 徐力克,邓慧萍,史俊. 环境科学与技术. 2010(S2)
博士论文
[1]聚丙烯酰胺降解细菌的筛选及其在脱水污泥生物干化中的应用研究[D]. 于烽.西北大学 2016
[2]有机污染物电催化氧化有效电流表征及其阶段反应动力学[D]. 李鹏.中国矿业大学 2015
硕士论文
[1]活性炭负载多组元金属氧化物复合材料制备及其电催化氧化水中污染物的性能[D]. 赵鑫.北京化工大学 2017
[2]多金属负载型粒子电极制备及其对聚丙烯酰胺模拟废水处理研究[D]. 舒帮云.西南石油大学 2017
[3]磁场对超声降解聚合物及染料的增强作用研究[D]. 候晓燕.华东理工大学 2016
[4]兰炭的改性及其对PNP吸附性能研究[D]. 吴波.合肥工业大学 2016
[5]三维粒子电极电催化氧化非那西丁的研究[D]. 肖梦石.天津工业大学 2016
[6]用于油田含聚污水处理的铋基光催化材料研究[D]. 李薇.西南石油大学 2015
[7]炭载金属氧化物粒子电极制备及其电催化氧化苯酚实验研究[D]. 张波.中国矿业大学 2015
[8]Fe-Ni-TiO2/AC粒子电极的制备及Vis-3D/EF体系的研究[D]. 孙玲芳.广西大学 2014
[9]高铁酸钾处理酚类废水的试验研究[D]. 史振合.长春工业大学 2013
[10]三维粒子电极光电催化性能的研究[D]. 施中华.沈阳理工大学 2012
本文编号：3565374
【文章来源】：西南石油大学四川省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１三维电极下有机物直接氧化图??但在阳极也存在与有机物相互竞争的化学反应－析氧反应，见式（１－５）?（１－６）所示，??
或氢氧根离子的直接氧化而产生的。??Ｈ２０?－＞?ＯＨ＋Ｈ＋?＋?ｅ＂ＯＥＴ＋ＯＨ＋ｅ—件下，在阳极可产生氧化性极强的０３，来降解污染物。??３Ｈ２０—＞?０３?（ｇ）?＋?６Ｈ＋＋?６ｅ〇２＋Ｈ２０—＞?０３?（％）?＋?２ｅ?＋?２Ｈ＋学体系下，粒子的复极化很大程度上增大了反应的面积，提溶液内电流的流过过程如图１－２所示，此体系下存在三种不流：它指的是在三维电极反应中，溶液中的电荷未经粒子电正负两极传递，它与电解质溶液的性质密切相关。当电解质，有利于减小旁路电流。二是短路电流：它是指未参与电催子电极到达阴极的电流，这与粒子阻抗大小和静态还是动态加入绝缘物质，或不断搅动溶液，有利于降低这一电流。三是电荷从正极一端流经粒子电极，并参与反应后流出，进入溶行电荷传递。??＊§■?＿??
原为电子受体，当水中的溶解氧接收电子可被还原为超氧基，超氧基继续与水中有机物??质进行反应而发生降解；空穴可直接氧化吸附于表面的有机物质或者电子供体，对有机??物质进行降解，以半导体Ｔｉ０２为例，其具体过程如图１－３所示，反应方程式（１－１７）至??（１－２１）所示。由其反应机理图可推测，影响催化效果的最重要因素为光生电子和光生??空穴的数量，提高光生载流子转移到催化剂表层面速率和抑制光生载流子复合速率，即??抑制光生空穴与活性电子的复合，可使之产生更多的自由基，降解有机物。由此可知，??提高催化剂的导电能力和吸附能力可进一步提高对有机物的降解能力。??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]光电催化去除柠檬酸铵中的氨氮[J]. 马忠虹,崔文权,李耀,丁兰,齐璠静,关伟,赵旭. 环境工程学报. 2017(07)
[2]介孔（TiO2-M）/导电碳毡光电极制备及其光电催化性能[J]. 李铭,李佑稷,徐鹏,林晓,李灯亮. 环境工程学报. 2017(02)
[3]阴极原位产H2O2强化光电催化降解水中EDTA的研究[J]. 陈禹彤,张秀芳,田世超,王雁,刘珊珊,赵旭. 环境科学学报. 2017(03)
[4]含聚污水中聚丙烯酰胺含量测定[J]. 修景海,李泽勤,林琳,刘汝晓,张华. 油气田环境保护. 2016(01)
[5]旋转填充床中O3/Fenton工艺处理聚丙烯酰胺污水的研究[J]. 田力剑,邢天辰,陈建峰,邵磊. 化学反应工程与工艺. 2016(01)
[6]压裂返排液回用处理新技术试验研究[J]. 伦伟杰,郭慧军,杨健,金艳,赵董艳. 油气田地面工程. 2015(12)
[7]超声强化臭氧降解三元驱采油污水聚丙烯酰胺机制[J]. 张雷,刘惠玲,张博. 化工学报. 2015(06)
[8]铜铁共掺杂TiO2/膨润土光催化剂的制备及光催化性能[J]. 朱鹏飞,刘梅,朱天菊,宋诚. 安全与环境学报. 2012(03)
[9]二氧化氯对聚丙烯酰胺降解作用的实验研究[J]. 张炳烛,赵海栋,康志娟,吴海霞,邢士辉,鲁南,刘晓青,王奎涛. 无机盐工业. 2011(07)
[10]超声波降解有机物机理及其应用研究[J]. 徐力克,邓慧萍,史俊. 环境科学与技术. 2010(S2)
博士论文
[1]聚丙烯酰胺降解细菌的筛选及其在脱水污泥生物干化中的应用研究[D]. 于烽.西北大学 2016
[2]有机污染物电催化氧化有效电流表征及其阶段反应动力学[D]. 李鹏.中国矿业大学 2015
硕士论文
[1]活性炭负载多组元金属氧化物复合材料制备及其电催化氧化水中污染物的性能[D]. 赵鑫.北京化工大学 2017
[2]多金属负载型粒子电极制备及其对聚丙烯酰胺模拟废水处理研究[D]. 舒帮云.西南石油大学 2017
[3]磁场对超声降解聚合物及染料的增强作用研究[D]. 候晓燕.华东理工大学 2016
[4]兰炭的改性及其对PNP吸附性能研究[D]. 吴波.合肥工业大学 2016
[5]三维粒子电极电催化氧化非那西丁的研究[D]. 肖梦石.天津工业大学 2016
[6]用于油田含聚污水处理的铋基光催化材料研究[D]. 李薇.西南石油大学 2015
[7]炭载金属氧化物粒子电极制备及其电催化氧化苯酚实验研究[D]. 张波.中国矿业大学 2015
[8]Fe-Ni-TiO2/AC粒子电极的制备及Vis-3D/EF体系的研究[D]. 孙玲芳.广西大学 2014
[9]高铁酸钾处理酚类废水的试验研究[D]. 史振合.长春工业大学 2013
[10]三维粒子电极光电催化性能的研究[D]. 施中华.沈阳理工大学 2012
本文编号：3565374
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