掺硼金刚石电极处理榨菜废水试验研究

掺硼金刚石(BDD)电极在电化学氧化难生物降解性废水时具有电化学性能良好、处理效果好等特点,因而受到广泛关注.本试验采用BDD电极电化学氧化榨菜废水,并考察了稀释比、初始pH值、电流密度、极板间距等参数对COD、氨氮(NH3-N)去除率的影响.试验结果表明:在稀释比为1∶2、电流密度50 mA·cm-2、未调节pH值、极板间距为15 mm的最优工况下,COD、NH3-N去除率分别为96.9%、100%.COD去除率满足线性方程y=0.435t(R2=0.9899),NH3-N去除率满足多项式拟合方程y=0.53+0.936t+0.031t2-3.46×10-4t3(R2=0.9956).研究表明,BDD电极电化学氧化榨菜废水是一种有效的高级氧化工艺.     

钛负载纳米钯电极对氯苯和硝基苯的催化性能研究

本文利用电化学沉积法制备Nano Pd/Ti电极。对比研究Nano Pd/Ti电极与Ti电极分别对氯苯和硝基苯模拟废水催化性能,表明Nano Pd/Ti电极出现新的氧化峰和还原峰,反应电位明显正移,峰电流明显增大。通过降解实验,Nano Pd/Ti电极可以达到更好CODcr去除效果。     

L-组氨酸-赤藓红复合膜修饰电极同时检测对苯二酚、邻苯二酚

利用循环伏安法制备了L-组氨酸-赤藓红复合膜修饰玻碳电极(L-His-Erythrosine/GCE).采用扫描电镜(SEM)观察修饰电极的表面形貌结构,并用电化学阻抗谱(EIS)、循环伏安法(CV)表征修饰电极的电化学性能.在此基础上用差分脉冲伏安法(DPV)研究了对苯二酚(HQ)和邻苯二酚(CC)混合物在该电极上的电催化氧化,结果表明,L-His-Erythrosine/GCE对HQ及CC的电化学氧化具有显著的催化作用,两种异构体在该修饰电极上的氧化过电位明显降低,峰电流显著增大,二者氧化峰电位间隔达108m V,表明制备的修饰电极可用于HQ和CC的同时检测.在最佳实验条件下,HQ与CC浓度在1.2×10-6~1.1×10-4mol·L-1范围内与氧化峰电流呈良好线性关系,检出限分别为0.19μmol·L-1(HQ)和0.16μmol·L-1(CC)(S/N=3).另外,此修饰电极具有较好的重现性和较强的抗干扰能力,将修饰电极用于实际水样品中HQ和CC的测定,其加标回收率分别为99.9%~100.6%(HQ)、99.2%~100.2%(CC).     

阳极内添加阳离子交换树脂提升辊压“三合一”膜电极MFC性能

阳极-隔膜-阴极的"三合一"膜电极结构能够最大程度减小阴阳极间距,提高微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)的输出功率.为进一步提高MFC性能,本研究使用非贵金属材料构建了辊压"三合一"膜电极系统,其欧姆内阻降低至3~5Ω.以乙酸钠为底物,MFC的最高功率密度达到446 m W·m-2.向阳极内添加固体小球(如聚苯乙烯球和玻璃微球)可在辊压过程中增加阳极表面和内部的大孔,强化电解液向阴极的传递从而使MFC的功率密度提升10%.添加阳离子交换树脂能够进一步强化阳极内部的质子传递,提高阴极电位,从而将功率密度提升至543 m W·m-2.此外,阳极内添加阳离子交换树脂还可提高电池运行的稳定性和库仑效率.     

微细粉尘收集过程中雾化水电极的应用研究

对PM2.5的治理研究早已成为科研人员的研究重点和热点.本文以研究粉尘中PM2.5收集率的最佳方法为重点,用煤粉作为研究的对象试验结果表明,雾滴粒径在35～70μm区间进行分布,这种现象表明,固一液两种物质间可以相互凝并.     

三维电极体系电催化氧化效率的研究

使用三维电极反应器处理不同盐量的草酸模拟废水,以IrO_2-Ta_2O_5/Ti为阳极、5 mm的球状活性炭(granular activatedcarbon,GAC)为填料,在电流密度100 A/m²,极板间距50 mm的条件下,进行电催化氧化过程中化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)、电流效率(Average current efficiency)以及能耗(Energy consumption)的对比,实验结果表明在盐量为0.50%～3.00%的范围内,由于双电层电容的储能作用,提高盐量造成COD去除率有所下降,但能够提高反应末期电流效率,同时由于操作电压的降低可减少反应能耗。通过对比苯酚和草酸的电催化氧化过程证明电催化氧化过程具有较强的氧化有机物的能力。     

纳米CNTs/Fe_3O_4修饰石墨电极电Fenton降解苯酚

以多壁碳纳米管(CNTs)为载体,采用共沉淀法制得纳米CNTs/Fe3O4材料。对纳米CNTs/Fe3O4材料进行了TEM、XRD表征。合成的纳米CNTs/Fe3O4材料修饰石墨电极用作阴极,并对苯酚进行电化学降解研究。考察了电压、pH值对苯酚降解的影响,在优化的条件下,电压为5 V、pH值为5、对150 mg/L苯酚原液降解120 min,降解率可达92%。探讨了纳米材料修饰石墨电极的电化学行为,表明纳米CNTs/Fe3O4材料修饰电极能够促进O2生成H2O2,纳米Fe3O4中的Fe与H2O2发生Fenton反应,产生·OH氧化降解苯酚。     

规整型第三电极对三维电极体系性能的影响研究

通过自制的规整型第三电极进行实验,探讨了一种减小三维电极反应器中短路电流的新方法,并研究了不同孔隙率,不同混合方式以及不同实验条件对苯酚废水处理效果的影响。结果表明,规整型第三电极采用活性炭与玻璃珠质量比例在2∶1,投加电解质硫酸钠浓度为5 g/L,电压为7 V,pH为4的情况下电解120 min,对苯酚废水中苯酚的去除率可达到91.73%,比常规乱堆型粒子电极去除率提高了22.5%。     

掺硼金刚石薄膜电极对高浓度含藻水的灭活研究

以BDD为阳极,不锈钢为阴极,利用BDD电极良好的电化学特性研究BDD电极对含藻水的电化学氧化效果。考察了电流密度、极水比(A/V)、极板间距、初始pH、初始藻细胞浓度对杀藻效果的影响,并分析了一定条件下能耗与时间的关系。结果表明电流密度、A/V、初始藻细胞浓度对杀藻效果的影响较显著,而极板间距对杀藻效果的影响不明显,初始pH在4时灭藻效果最好,在初始阶段碱性条件比中性及弱酸性条件灭藻效果好。当电流密度为17 mA/cm~2,A/V为9.75 m~(-1),极板间距为0.7 cm,初始pH为7.0,初始藻密度浓度为1.2×10~9~1.4×10~9的条件下,BDD电极电化学氧化灭藻呈一级动力学特征(k=0.032 4,R~2=0.997),在电解时间90 min内可取得良好的灭藻效果,耗能37.69 kW·h/m~3,且能耗与电解时间呈现良好的线性关系。     

Coulometric determination of dissolved hydrogen with a multielectrolytic modified carbon felt electrode-based sensor

A multielectrolytic modified carbon electrode (MEMCE) was fabricated by the electrolytic-oxidation/reduction processes. First, the functional groups containing nitrogen atoms such as amino group were introduced by the electrode oxidation of carbon felt electrode in an ammonium carbamate aqueous solution, and next, this electrode was electroreduced in sulfuric acid. The redox waves between hydrogen ion and hydrogen molecule at highly positive potential range appeared in the cyclic voltammogram obtained by MEMCE. A coulometric cell using MEMCE with a catalytic activity of electrooxidation of hydrogen molecule was constructed and was used for the measurement of dissolved hydrogen. The typical current vs. time curve was obtained by the repetitive measurement of the dissolved hydrogen. These curves indicated that the measurement of dissolved hydrogen was finished completely in a very short time (ca. 10 sec). A linear relationship was obtained between the electrical charge needed for the electrooxidation process of hydrogen molecule and dissolved hydrogen concentration. This indicates that the developed coulometric method can be used for the determination of the dissolved hydrogen concentration.