碳納米管修飾錫銻電極及電催化與納濾技術(shù)耦合處理廢水.pdf

1、工業(yè)有機(jī)廢水具有毒性大、難被微生物徹底降解的特點，對人類的生存環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。電催化氧化法處理有機(jī)廢水具有可控性強(qiáng)、設(shè)備簡單、維護(hù)費用低、無二次污染等優(yōu)點，但是電極使用壽命短、電流效率偏低。納濾法處理有機(jī)廢水具有分離效率高、設(shè)備體積小、無相變、能耗低等優(yōu)點，但是分離過程中出現(xiàn)的膜污染和濃差極化影響了滲透通量和膜的壽命。本文將電催化氧化和納濾兩種方法耦合起來處理廢水，通過發(fā)揮各自優(yōu)點，抑制膜污染和濃差極化并提高電極的電流效率，從而提高

2、廢水處理效果。
　　本文首先探討了新型高效電催化電極的制備。先用溶膠凝膠法制備電極，研究摻雜 CNT改性電極的可行性，然后用脈沖電沉積法制備新型高效電極Ti/SnO2-Sb-CNT，并從電極的結(jié)構(gòu)形貌、元素成份、晶體類型、電化學(xué)性能、電催化性能以及電極壽命等方面，對制備電極的工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。
　　隨后，本文選取酸性大紅AR73染料作為目標(biāo)降解物，研究了高效電極的催化降解機(jī)理以及最佳降解工藝參數(shù)。循環(huán)伏安法和高效液相色譜法

3、的研究結(jié)果表明，AR73在電極上的電催化氧化作用是不可逆的，降解過程中會有中間產(chǎn)物生成，但最終都可以被移除。以色度去除率、降解反應(yīng)速率常數(shù)、COD去除率、瞬時電流效率、平均電流效率和比能耗為評價指標(biāo)，研究了電流密度、染料濃度、pH值以及電解質(zhì)種類對電化學(xué)氧化降解的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)降解過程中存在適宜的電流密度。電流密度過小，降解速率過低；電流密度過大，則電流效率明顯降低，壽命變短。隨著初始染料濃度的增大，活性氧化物的利用率相對較高，瞬時電流

4、效率、平均電流效率提高，同時比能耗逐漸下降。染料濃度不宜過大，否則會導(dǎo)致電極“中毒”。初始pH值對降解效果的影響并不大。與NaCl和Na3PO4相比，宜選用Na2SO4作為電解質(zhì)。最后高效電催化電極Ti/SnO2-Sb-CNT引入到納濾膜分離系統(tǒng)中處理AR73染料廢水，對電催化氧化耦合納濾過程的操作條件進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)耦合過程電流密度具有適宜值，當(dāng)操作壓差較高、膜面切向流速較低、料液濃度較大時，適宜的電流密度值也較高。耦合過程的初始