滲流式納米電極電化學(xué)反應(yīng)器處理染料廢水研究.pdf

1、電化學(xué)方法處理有機物由于其沒有二次污染和易于控制等優(yōu)點受到廣泛關(guān)注，但是由于傳質(zhì)、副反應(yīng)以及電極消耗等問題，使其運行費用較高。其中傳質(zhì)問題在很多情況下是電化學(xué)反應(yīng)的主要限制因素。目前，對傳質(zhì)的改進(jìn)辦法大都是通過機械攪拌和電極轉(zhuǎn)動等。這些方法雖然對改進(jìn)溶液間的物質(zhì)傳遞有較大的改進(jìn)，但是對電極表面的傳質(zhì)速率的改進(jìn)卻十分有限。 本課題設(shè)計了滲流式納米電極電化學(xué)反應(yīng)器，通過污染物通過電極時與電極之間的相互作用減小電極表面的傳質(zhì)阻力，從而

2、提高傳質(zhì)效率。 本論文以兩種模擬染料廢水為處理對象對滲流式反應(yīng)器進(jìn)行了考察，結(jié)果證明通過滲流式的方法確實能較大地提高電化學(xué)反應(yīng)的速率和效率，降低能耗，對電化學(xué)方法的廣泛應(yīng)用有很好的借鑒作用。本論文的主要主要研究工作可以歸納如下： 1. 制備了滲流式納米電極電化學(xué)反應(yīng)器，使反應(yīng)溶液從電極間穿過，利用穿過時與電極的相互作用減小電極表面的傳質(zhì)阻力。同時，以碳納米管結(jié)合活性炭纖維作為電極，利用其巨大的比表面積和高的催化活性。

3、 2. 使用滲流式電化學(xué)反應(yīng)器處理活性艷紅X-3B模擬染料廢水。當(dāng)電壓為10V，初始pH為中性時，加入3g/L的Na2SO4時，在100 min 內(nèi)X-3B的脫色率達(dá)到90％以上，COD去除率達(dá)到57.5％。同時，該方法在較大濃度范圍（0-200 mg/L）內(nèi)對X-3B 均能達(dá)到較好的去除。紫外掃描測定發(fā)現(xiàn)X-3B 得到了較徹底的降解。在最優(yōu)實驗條件下計算得傳質(zhì)系數(shù)在60 min時達(dá)到最大值，為1.87×10-3 cm/s。與傳統(tǒng)電

4、化學(xué)方法進(jìn)行了對比，傳質(zhì)系數(shù)有很大的提高。同時，45 min 后反應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定的電流效率，為33.06％，單位能耗為101.34 kWh/kg COD。 3. 滲流式電化學(xué)反應(yīng)器處理活性艷藍(lán)X-BR模擬染料廢水。當(dāng)電壓為8V，初始pH為2，加入1 g/L的Na2SO4時裝置對活性艷藍(lán)的處理效果最佳，脫色率可以達(dá)到90％以上，90 min 后COD 去除率達(dá)到51％。在0-500mg/L 濃度范圍內(nèi)的活性艷藍(lán)均能達(dá)到很好的去除效率。