本文關(guān)鍵詞：碳質(zhì)材料對高毒性電化學(xué)氧化中間產(chǎn)物的吸附去除研究

  更多相關(guān)文章： 環(huán)狀中間產(chǎn)物 ACF 1 4-苯醌 生物炭 吸附

【摘要】：高級氧化過程能產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑,可有效降解難降解有機(jī)污染物,但運(yùn)行費(fèi)用高,不完全氧化情況下易產(chǎn)生高毒性中間產(chǎn)物。本文將高級氧化過程與吸附過程相結(jié)合,探討偶氮染料酸性橙Ⅱ(ORⅡ)電化學(xué)氧化過程中產(chǎn)生的高毒性中間產(chǎn)物的高效吸附去除和毒性脫除。首先進(jìn)行了酸性橙Ⅱ電化學(xué)氧化實(shí)驗(yàn),研究發(fā)現(xiàn)電氧化處理1 h時溶液中環(huán)狀中間產(chǎn)物的含量最高。對經(jīng)電化學(xué)氧化處理1 h的酸性橙Ⅱ溶液進(jìn)行活性碳纖維(ACF)的吸附實(shí)驗(yàn)研究,考查了p H條件、吸附溫度和共存離子等因素對吸附效果的影響。結(jié)果表明,對環(huán)狀中間產(chǎn)物的吸附去除效能隨著溶液p H的升高而降低,大部分吸附發(fā)生在反應(yīng)的初始階段,準(zhǔn)二級動力學(xué)模型較好地描述了吸附過程,表明化學(xué)吸附為該吸附過程的控制步驟。隨著吸附溫度的升高吸附量明顯下降,表明該吸附過程為放熱、自發(fā)過程。FTIR(傅里葉紅外光譜分析)檢測表明,大量環(huán)狀中間產(chǎn)物吸附在了ACF上。費(fèi)希爾弧菌(vibrio fischeri)毒性測試表明,吸附過程可有效脫除所產(chǎn)生的高毒性中間氧化產(chǎn)物的毒性。1,4-苯醌是電化學(xué)氧化所產(chǎn)生的高毒性中間氧化產(chǎn)物的一種。使用實(shí)驗(yàn)室制備的玉米秸稈生物炭吸附去除1,4-苯醌,研究發(fā)現(xiàn),600℃條件下制備的生物炭對1,4-苯醌具有最佳的吸附去除能力。以600℃條件下制備的玉米秸稈生物炭作為吸附柱填充材料對1,4-苯醌進(jìn)行動態(tài)吸附,研究發(fā)現(xiàn),堿性p H條件、低的初始濃度、較低的流速和較大的柱深均會使穿透曲線變得平坦,處理效果較好。Ca Cl2存在時,不利于生物炭對1,4-苯醌的吸附去除。對動態(tài)吸附數(shù)據(jù)模型擬合結(jié)果表明,Thomas模型、Clark模型和BDST模型均能較好地?cái)M合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),說明1,4-苯醌分子在生物炭表面的吸附包括單分子層和多分子層吸附,傳質(zhì)阻力隨吸附的進(jìn)行而增大。整個吸附過程中,隨著吸附速率緩慢下降,吸附容量逐漸上升。在動態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)條件下,采用0.1 mol/L的Na OH溶液洗脫生物炭上吸附飽和的1,4-苯醌,研究發(fā)現(xiàn)脫附過程在60 min內(nèi)完成,脫附后的生物炭吸附容量可恢復(fù)40%左右。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)狀中間產(chǎn)物 ACF 1 4-苯醌 生物炭 吸附
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703;O647.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-24
• 1.1 引言10-11
• 1.2 電化學(xué)氧化技術(shù)11-15
• 1.2.1 陽極氧化技術(shù)11-13
• 1.2.2 陰極間接氧化技術(shù)13-14
• 1.2.3 陰陽兩極協(xié)同催化降解技術(shù)14-15
• 1.3 高毒性中間產(chǎn)物的去除技術(shù)15-17
• 1.3.1 絮凝15
• 1.3.2 膜分離15
• 1.3.3 吸附15-17
• 1.4 碳質(zhì)材料吸附劑17-20
• 1.4.1 活性炭17-19
• 1.4.2 生物炭19-20
• 1.5 研究內(nèi)容與意義20-24
• 1.5.1 研究內(nèi)容20
• 1.5.2 采用的技術(shù)路線20-21
• 1.5.3 研究的難點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)21-22
• 1.5.4 研究意義22-24
• 2 ACF對電氧化產(chǎn)生的環(huán)狀中間產(chǎn)物的吸附去除研究24-42
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法24-30
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器24-26
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)方法26-29
• 2.1.3 數(shù)據(jù)處理方法29
• 2.1.4 表征分析29-30
• 2.2 結(jié)果與討論30-39
• 2.2.1 電化學(xué)氧化時長對環(huán)狀中間產(chǎn)物產(chǎn)生的影響30-31
• 2.2.2 氧化時長對吸附的影響31-32
• 2.2.3 溶液pH和吸附劑質(zhì)量對吸附的影響32-34
• 2.2.4 動力學(xué)34-35
• 2.2.5 反應(yīng)溫度對吸附的影響35-36
• 2.2.6 共存離子的影響36
• 2.2.7 FTIR 表征分析36-38
• 2.2.8 吸附對電氧化的酸性橙Ⅱ溶液的毒性的影響38-39
• 2.3 本章小結(jié)39-42
• 3 生物炭材料對 1,4-苯醌的動態(tài)吸附研究42-66
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法42-54
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備42-44
• 3.1.2 生物炭材料的制備44-45
• 3.1.3 生物質(zhì)炭材料的表征分析45-50
• 3.1.4 實(shí)驗(yàn)裝置與方法50-51
• 3.1.5 數(shù)據(jù)處理51-54
• 3.2 結(jié)果與討論54-64
• 3.2.1 不同實(shí)驗(yàn)條件對動態(tài)吸附的影響54-59
• 3.2.2 不同模型對穿透曲線的擬合分析59-62
• 3.2.3 吸附動力學(xué)62-63
• 3.2.4 吸附劑再生循環(huán)使用63-64
• 3.3 本章小結(jié)64-66
• 4 結(jié)論與展望66-68
• 4.1 結(jié)論66-67
• 4.2 展望67-68
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加的科研項(xiàng)目68-70
• 致謝70-72
• 參考文獻(xiàn)72-74

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本文編號：672594