本文關(guān)鍵詞：碳基空氣擴散電極直接用于飲用水安全預(yù)氧化消毒研究

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【摘要】：近幾年以來,飲用水安全問題時有發(fā)生,已然成為關(guān)系我國國計民生的一個焦點問題,由于原水的消毒處理方式直接關(guān)系到保障用水的安全,間接成為了水處理環(huán)節(jié)上的關(guān)鍵。因此,研發(fā)新的凈水技術(shù)是當(dāng)務(wù)之急,滿足電力能耗比較低、環(huán)境污染較少、設(shè)備費用在承受范圍的水處理消毒技術(shù),是當(dāng)前技術(shù)的發(fā)展趨勢。眾所周知,過氧化氫作為一種強氧化劑,可以有效地抑制各種細(xì)菌在水體中的生長。同時,在水被電解的過程中,也會產(chǎn)生各類中間活性產(chǎn)物,如極性物質(zhì)羥基自由基等的產(chǎn)生也會利于有機物的降解。 過氧化氫具備在中性條件,低濃度情況時較好的污水處理能力,同時它的還原副產(chǎn)物為水和二氧化碳,所以可以說是一種效果良好同時制備成本低廉、現(xiàn)場投加方便快捷,推廣前景良好的水處理方式。 基于以上的這些考慮,本實驗室提出了一種利用電化學(xué)法生成H2O2裝置的飲用水預(yù)氧化技術(shù)。此技術(shù)的特點是直接電解原水,在水中不用加入任何化學(xué)試劑,直接對自來水進行電解處理,即可達到去污效果。實驗證明：這種方法可以使水質(zhì)指標(biāo)顯著的改善。通過這種電生裝置,就可以做到在處理原水時不加入任何化學(xué)試劑,即可達成目的,不用二次處理,大大提升了水處理效果。 在實驗室研制的無隔膜電解裝置的基礎(chǔ)上,研究改進裝置結(jié)構(gòu)為帶有氣體擴散膜的電解槽。添加的氣體擴散膜兼具反應(yīng)電極和導(dǎo)向裝置內(nèi)氣體的作用,能夠幫助氧氣得到充分的利用,進而有利于過氧化氫的產(chǎn)生。另外經(jīng)過實驗,發(fā)現(xiàn)氧氣的曝氣可以明顯地提高在水中的氧氣濃度,幫助氧氣的傳質(zhì)擴散,氧分子傳質(zhì)到陰極表面,即可提升過氧化氫的產(chǎn)物濃度。這顯示出,雙氧水的產(chǎn)生濃度與空氣、氧氣曝氣率的關(guān)系。在無氧氣的條件下,過氧化氫的產(chǎn)生濃度偏低。而在通氧氣的條件下,過氧化氫的產(chǎn)生濃度隨著曝氣量的上升,則會呈現(xiàn)出線性上升的趨勢。
【關(guān)鍵詞】：過氧化氫 碳基 電解 水處理 氣體擴散膜
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R123.6;TQ150
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-31
• 1.1 水體資源與環(huán)境污染狀況分析15-19
• 1.1.1 城市用水現(xiàn)狀及規(guī)劃16-17
• 1.1.2 用水安全分析及解決方案17-19
• 1.2 水處理技術(shù)工藝概況19-25
• 1.2.1 水處理工藝分析21-22
• 1.2.2 膜技術(shù)在水體處理中的應(yīng)用22-24
• 1.2.3 電芬頓技術(shù)在水處理中應(yīng)用24-25
• 1.3 電化學(xué)氧化技術(shù)處理水體污染應(yīng)用25-28
• 1.3.1 電化學(xué)催化氧化技術(shù)26-27
• 1.3.2 陰、陽兩極的協(xié)同催化氧化27
• 1.3.3 高級氧化技術(shù)27-28
• 1.4 本論文研究意義及研究內(nèi)容28-30
• 1.4.1 本實驗研究的目的和意義28-29
• 1.4.2 課題研究的主要內(nèi)容29-30
• 1.5 課題研究的創(chuàng)新點30-31
• 第二章 實驗部分31-41
• 2.1 實驗試劑、原材料和儀器31-33
• 2.1.1 實驗試劑和材料31-32
• 2.1.2 實驗儀器32-33
• 2.2 實驗方法33-37
• 2.2.1 陰極材料研究實驗33-34
• 2.2.2 在線制備過氧化氫的二電極電解裝置34-35
• 2.2.3 氣體擴散膜的制備35
• 2.2.4 過氧化氫的在線濃度測定及電流密度計算35-37
• 2.2.5 氣體擴散膜分析測定實驗37
• 2.3 分析及表征方法37-41
• 2.3.1 對乙炔黑粉末的分析表征方法37-38
• 2.3.2 陰極碳基電極材料的分析表征方法38
• 2.3.3 乙炔黑擴散膜電極分析表征方法38-39
• 2.3.4 碳基陰極的電化學(xué)分析測試39-41
• 第三章 石墨氈陰極電化學(xué)合成過氧化氫實驗研究41-53
• 3.1 引言41
• 3.2 電化學(xué)制備過氧化氫實驗研究41-49
• 3.2.1 電解陰極電位對實驗影響研究43-44
• 3.2.2 電流密度對實驗的影響研究44-47
• 3.2.3 通入的氧氣流速實驗結(jié)果分析47-48
• 3.2.4 通水流量對實驗的影響研究48-49
• 3.3 石墨氈陰極材料表征及改性49-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第四章 電化學(xué)合成反應(yīng)器結(jié)構(gòu)分析及改進53-61
• 4.1 引言53
• 4.2 電解槽設(shè)計因素對反應(yīng)影響研究53-58
• 4.2.1 電解槽結(jié)構(gòu)分析53-55
• 4.2.2 電解槽內(nèi)氧氣傳質(zhì)分析及改進55-57
• 4.2.3 石墨氈體系隔膜改進實驗57-58
• 4.3 過氧化氫分解實驗58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-61
• 第五章 碳基空氣擴散電極在線制備過氧化氫實驗研究61-77
• 5.1 引言61
• 5.2 碳基氣體擴散膜制備研究61-68
• 5.2.1 不同碳粉用于氣體擴散膜制備研究對比62-64
• 5.2.2 空氣擴散電極的物料配比制備研究64
• 5.2.3 煅燒溫度對空氣擴散電極的性能影響研究64-67
• 5.2.4 造孔劑因素對乙炔黑氣體擴散膜物制備研究67-68
• 5.3 乙炔黑電極合成過氧化氫實驗研究68-70
• 5.4 碳?xì)謴?fù)合電極合成過氧化氫實驗研究70-76
• 5.5 本章小結(jié)76-77
• 第六章 結(jié)論77-79
• 參考文獻79-85
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85-89
• 致謝89-91
• 作者及導(dǎo)師簡介91-92
• 附件92-93

【參考文獻】

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本文編號：593600