AC/PTFE微生物燃料电池阴极去除罗丹明B及同步产电性能

采用辊压成型法制备了活性炭（AC）/聚四氟乙烯（PTFE）质量比分别为6、5和3的AC/PTFE 电极,并利用SEM对电极表面进行表征。结果表明,随着质量比的降低电极表面活性炭颗粒间的连接更为紧密。以制得的AC/PTFE电极,碳毡分别为微生物燃料电池（MFC）的阴极、阳极,利用AC/PTFE阴极在曝气条件下产生的过氧化氢在阴极处理模拟的罗丹明B废水。研究了不同质量比AC/PTFE阴极对罗丹明B的去除效果及同步产电情况,结果表明以AC/PTFE质量比为6的AC/PTFE阴极在96 h内对罗丹明B的去除率达到96%,MFC获得的最大功率密度为105 mW·m-2;同时研究了在阴极液加入0.2 g·L-1 Fe2+的条件下,阴极液为不同pH值时,阴极对罗丹明B的去除效果及MFC产电情况。结果表明在阴极液pH= 3的情况下,罗丹明B的去除率在36 h内达到了98.9%,MFC的最大功率密度达到210 mW·m-2,罗丹明B的去除速率及MFC能量的输出得到了明显提高。     

电极改性对电极生物膜反硝化反应器硝酸盐氮去除性能的影响

探究在碳纤维毡电极上利用恒电压电化学聚合聚吡咯(PPy)的聚合效果,并利用傅里叶变换红外线(FTIR)及扫描电镜(SEM)对其进行表征;将聚吡咯覆膜改性后的碳纤维毡电极应用到自养反硝化的电极生物膜反应器(BER)中,考察电极改性对自养反硝化电极生物膜反应器的硝酸盐氮去除性能影响,并研究电极改性对生物膜附着量及生物膜微生物群落的影响。结果表明,恒电压电化学聚合能够在碳纤维电极表面形成均匀稳定的聚吡咯膜,从而实现聚吡咯在炭纤维毡电极上的覆膜改性。改性后的电极应用到自养反硝化电极生物膜反应器中,可使反应器对NO3--N的去除效率由对照反应器的67.3%增加到83.9%,处理效果提高了24.7%。对反应器内电极生物膜进行生物量测定和扫描电镜分析,可以看到R2反应器中改性电极生物膜附着量明显多于R1反应器中未改性电极生物膜的附着量,说明电极改性有利于生物膜的附着。电极生物膜微生物16S rDNA分析中R1反应器电极生物膜菌落组成中优势菌属为Dechloromonas sp.,而R2反应器电极生物膜的优势菌为Hydrogenophaga sp.(噬氢菌属)和Thauera sp.(陶厄氏菌属),两者有明显差别,并且R2反应器比R1反应器生物膜的菌落组成更多样化,这说明电极材料的改性对电极生物膜微生物群落的组成产生了影响。     

石墨气体扩散电极的制备与性能优化

电极的制备工艺及参数直接影响电极材料的活性。主要考察了C/PTFE质量比、碾压压力、煅烧温度、造孔剂NH4HCO3及稀土掺杂等因素对电极产出H2O2的影响规律。研究结果表明,电极最佳制备条件为:石墨和PTFE质量比为2∶1、石墨、造孔剂和稀土元素质量比为6∶1∶1、碾压压力10 MPa、煅烧温度330℃。在pH=3、电解质Na2SO4浓度为0.05mol/L条件下,电解2 h后,改性电极产生的H2O2从95 mg/L提高到350 mg/L,提高了268.4%。     

新型二氧化铅电极处理染料废水

利用高压塑片法制备掺杂镧和活性炭以及聚四氟乙烯(PTFE)的新型二氧化铅电极,采用X衍射(XRD),循环伏安曲线(CV),扫描电镜(SEM)等手段对电极性能进行表征,研究了其电催化处理有机染料废水(亚甲基蓝)的降解效果,并对反应机理进行了相关研究。研究表明,该电极具有良好的抗腐蚀能力,对亚甲基蓝具有较好的降解效果。通过与普通二氧化铅电极比较,该电极在染料脱色和去除COD方面都有较明显优势,显示出较好的工业应用前景。     

碳纳米管电极原位产生过氧化氢及其对亚甲基蓝脱色效果简

将碳纳米管固定化制成多孔疏水性导电薄膜构建电化学阴极还原体系,实现过氧化氢在阴极的原位产生。电极特性研究表明,电极在较宽的电压范围内均具有较好的活性。考察了阴极电位、电极成分、氧气流量和电解质浓度对过氧化氢原位产生的影响,在优化条件下经过120 min后过氧化氢达到66.17 mg/L,并探讨过氧化氢原位产生的机理。在此基础上考察原位过氧化氢氧化工艺下对亚甲基蓝的脱色效果,并分析其脱色机理。     

多维电极体系处理模拟染料废水的实验研究

以自制多维电极体系对模拟染料废水CODcr及色度去除进行研究,同时考察反应器电压、电解时间、主电极极间距、电流密度等因素对去除效果的影响。试验结果表明,在最佳反应条件下,印染废水经电解后,脱色率达90％以上,CODcr去除率达81％以上,为难降解染料废水的处理提供了一种新方法。     

不锈钢-铝电极电絮凝处理含铜废水的试验研究

采用不锈钢-铝为电极的电絮凝法对含铜废水进行了处理试验研究,模拟废水铜离子浓度为150 mg/L,以废水中的铜离子浓度和COD去除率为考察指标,在电流密度为15 mA/cm2、极板间距为3 cm、pH值为7、电解时间为120 min的条件下,Cu2+的去除率平均能达到99%以上,COD的去除率亦能达到97%;在此基础上,应用于实际的电路板腐蚀液废水的处理试验,发现Cl-浓度在200 mg/L以上时,对废水先进行相关预处理也能达到较好的处理效果,该研究对进一步探讨Cl-对电絮凝的影响机理有一定的借鉴意义。     

钛基IrO2-RuO2阳极电解处理亚甲基蓝溶液

采用钛基IrO2-RuO2为阳极材料,不锈钢为阴极材料,NaCl质量浓度为10 g/L的溶液为电解液,对亚甲基蓝溶液进行电化学处理。实验结果表明:处理初始质量浓度为25 mg/L的亚甲基蓝溶液,电解电流0.050 A,电解20 min后亚甲基蓝去除率达95%;处理初始质量浓度为100 mg/L的亚甲基蓝溶液,电解电流0.100 A,电解30 min后亚甲基蓝去除率达98%。随着电解时间和电解电流的增加,亚甲基蓝去除率均增大。     

高电压电容吸附法处理模拟含盐废水

针对电容吸附除盐法的缺点,通过对电极进行绝缘处理,开发了一种新型高电压电容吸附除盐技术。实验结果表明：增大外加电压,有利于除盐效率的提高;外加电压为60V时,NaCl去除率可达90%以上;增大废水流速对吸附效果不利;反应温度对处理效果的影响不大;在NaCl质量浓度为80mg/L、外加电压为60V、反应温度为25℃、废水流速为36m/s、反应时间为30min的条件下,经一级处理和二级处理后出水的NaCl质量浓度分别为39mg/L和16mg/L,NaCl去除率分别为51.3%和80.0%。     

三维电极电解硝基苯废水处理实验研究

以涂膜活性炭-活性炭为填充粒子,对三维电极电解硝基苯废水进行了研究。通过实验探讨了投盐量、槽电压、主电极间距、反应时间及初始浓度对电解硝基苯废水的影响。结果表明,三维电极在电极间距为9mm、槽电压为20V、硫酸钠投加量为1.5g/L、pH值为6、电解时间为90min的条件下,硝基苯去除率可达90%以上。在三维电极电解作用下,硝基苯转化为可生化和低毒的苯胺,苯胺在三维电极电解作用下还可以得到进一步的降解。