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氮掺杂改性电芬顿阴极降解焦化废水性能研究

陈盈佳

氮掺杂改性电芬顿阴极降解焦化废水性能研究

陈盈佳1
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作者信息

  • 1. 辽宁科技大学
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摘要

焦化废水具有很强的毒性,十分难降解,严重危害了人类的健康。其成分非常复杂,含有大量的有毒有害物质,如酚、氰、苯、氨氮等,一旦超标排放,就会对水质和环境造成严重的污染,从而破坏生态平衡。因此,如何有效地治理焦化废水,是目前国内外学者关注的焦点。由于电芬顿技术对环境友好,不会产生二次污染,因此引起人们的重视和研究。本文对电芬顿法处理焦化废水进行了研究。 首先对聚吡咯进行热处理制得氮掺杂炭材料,经与活性炭和石墨混合制备氮掺杂碳复合材料电极(h-NPAC@AC@GR);再将铁掺杂聚吡咯进行热处理后与活性炭和石墨混合制备铁掺杂碳复合材料电极(Fe@h-NPAC@AC@GR),研究表明,电极经过氮掺杂处理后,吡啶氮和吡咯氮的含量将增多,电极中的吡啶氮促进O2电还原产生过氧化氢,进而促进羟基自由基的生成。此外,Fe@h-NPAC@AC@GR电极中因为铁的负载,会抑制体系中的铁泥的生成。具体的研究内容和结论如下: 在对h-NPAC@AC@GR电极的研究中,将考察电极面积、电流密度、反应体系pH、催化剂(Fe2+)浓度对去除焦化废水COD的影响以及电极的稳定性,结果表明:降解时间越长,降解效果越好;随着电极面积的逐渐增大去除率越高,pH=3、电流密度为25mA/cm2、CFe2+=0.7mM均是最佳的反应条件,COD去除率可以达到86%,同时反应符合一级反应动力学。 在对Fe@h-NPAC@AC@GR电极的研究中,将考察电极面积、电流密度、反应体系pH、负载铁的浓度、电解质浓度对去除焦化废水COD的影响以及电极的稳定性,降解时间越长,降解效果越好;随着电极面积的逐渐增大去除率越高,pH=3、电流密度为25mA/cm2、铁负载量为2.1mM时,COD去除率可以达到93%。

关键词

焦化废水/电芬顿/吡咯氮/复合电极/氮掺杂改性

引用本文复制引用

授予学位

硕士

学科专业

环境工程

导师

耿新

学位年度

2023

学位授予单位

辽宁科技大学

语种

中文

中图分类号

X7
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