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(jī)物由于其沒(méi)有二次污染和易于控制等優(yōu)點(diǎn)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(wèn)題，使其運(yùn)行費(fèi)用較高。其中傳質(zhì)問(wèn)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(duì)傳質(zhì)的改進(jìn)辦法大都是通過(guò)機(jī)械攪拌和電極轉(zhuǎn)動(dòng)等。這些方法雖然對(duì)改進(jìn)溶液間的物質(zhì)傳遞有較大的改進(jìn)，但是對(duì)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(jì)了滲流式納米電極電化學(xué)反應(yīng)器，通過(guò)污染物通過(guò)電極時(shí)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(duì)象對(duì)滲流式反應(yīng)器進(jìn)行了考察，結(jié)果證明通過(guò)滲流式的方法確實(shí)能較大地提高電化學(xué)反應(yīng)的速率和效率，降低能耗，對(duì)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(guò)，利用穿過(guò)時(shí)與電極的相互作用減小電極表面的傳質(zhì)阻力。同時(shí)，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(shí)，加入3g/L的Na2SO4時(shí)，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(shí)，該方法在較大濃度范圍（0-200 mg/L）內(nèi)對(duì)X-3B 均能達(dá)到較好的去除。紫外掃描測(cè)定發(fā)現(xiàn)X-3B 得到了較徹底的降解。在最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件下計(jì)算得傳質(zhì)系數(shù)在60 min時(shí)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(duì)比，傳質(zhì)系數(shù)有很大的提高。同時(shí)，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(shí)裝置對(duì)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。