掺硼金刚石薄膜电极电催化降解染料废水的研究

通过测试新型掺硼金刚石薄膜电极的电化学性质,发现掺硼金刚石薄膜电极具有较高的析氢析氧过电位,有效地抑制了析氧副反应,具有较高的催化氧化效率。在研究活性艳红模拟染料废水在该电极上的催化降解过程中,考察了不同工艺条件:活性炭投加、电解质、电流密度、pH值和染料废水的初始浓度对染料降解脱除的影响。实验结果表明:在酸性介质中,投加一定量的活性炭和2gL-1硫酸钠电解质,选用电流密度为0.08Acm-2,来处理高浓度染料废水色度去除率可达到99%。由染料废水处理前后的紫外可见光谱表明电解不仅破坏了染料分子中的偶氮共轭发色基团,达到去色的目的,还可以断裂其他难降解小分子基团。     

掺硼金刚石电极电化学再生粉末活性炭

使用200目粉末活性炭吸附苯酚模拟废水至饱和,用BDD电极作为阳极再生饱和炭,以再生效率为评价指标,研究不同因素对活性炭再生效果的影响。在电解质为0.05 mol/L的Na_2SO_4溶液,pH为7,电流密度为50 mA/cm~2,再生时间为2 h条件下,活性炭再生率达74.8%。同时不同电解质对再生效果也有不同影响,硫酸钠优于氯化钠,再生效率随着pH的增加而增加。采用正交实验方法对影响再生效果的各因素进行评价,其影响的主次顺序是:电解质浓度、pH、电解时间。     

掺硼金刚石电极电化学再生粉末活性炭

使用200目粉末活性炭吸附苯酚模拟废水至饱和,用BDD电极作为阳极再生饱和炭,以再生效率为评价指标,研究不同因素对活性炭再生效果的影响。在电解质为0.05 mol/L的Na_2SO_4溶液,pH为7,电流密度为50 mA/cm²,再生时间为2 h条件下,活性炭再生率达74.8%。同时不同电解质对再生效果也有不同影响,硫酸钠优于氯化钠,再生效率随着pH的增加而增加。采用正交实验方法对影响再生效果的各因素进行评价,其影响的主次顺序是:电解质浓度、pH、电解时间。     

掺硼金刚石薄膜电极电化学氧化垃圾渗滤液实验研究

采用电化学氧化法去除垃圾渗滤液中的COD和NH3-N,阳极为掺硼金刚石(BDD)薄膜电极,阴极为AISI201不锈钢,考察了对垃圾渗滤液中COD、NH3-N去除率和能耗的影响因素。结果表明,电流密度、稀释比是影响电化学氧化过程的主要因素,初始pH和极板间距对污染物去除率的影响较小。在稀释体积比1:2,电流密度75mA/cm2,不调节pH,极板间距为10 mm的最优工况条件时,COD、NH3-N的质量浓度变化分别满足线性方程COD/(mg·L-1)=1 675-3.1t/min和ρ(NH3-N)/(mg·L-1)=1 296-2.5t/min,对应线性相关系数分别为0.992、0.996。电化学氧化9 h后,COD、NH3-N去除率分别为99.13%、99.95%,能耗为88.61 kWh/m3。     

硼掺杂金刚石膜电极电催化降解环己酮废水

采用循环伏安法、稳态极化法等对硼掺杂金刚石薄膜电极的电化学性能及电氧化降解含环己酮模拟废水的电极过程进行了研究,考察了电流密度、支持电解质浓度、起始环己酮浓度和pH值等因素对硼掺杂金刚石薄膜电极电氧化降解含环己酮模拟废水效果的影响。实验结果表明,硼掺杂金刚石薄膜电极能够对环己酮进行有效且稳定的降解,通过正交优化实验,得到较优工艺条件为阳极电流密度为5 mA·cm^-2,pH值为7,Na₂SO₄浓度为10 g·L^-1,起始环己酮浓度为20 mmol·L^-1,在该条件下COD去除率达92.95%,电流效率达80.81%,降解效果显著。     

掺硼浓度对金刚石薄膜电极电化学性能影响的研究

以不同掺硼浓度的金刚石薄膜作为电极材料,采用循环伏安法和交流阻抗法研究了电极的电化学性能,着重分析了掺硼浓度对金刚石电极电化学性能的影响.结果表明,随着掺硼浓度的增加,电极的电势窗口略微变小,背景电流也随之变大.在铁氰化钾电解液中,未掺杂金刚石薄膜的电极表面进行的不是可逆反应,而硼掺杂金刚石膜电极表面在反应过程中有着良好的活性和准可逆性;并且随着掺硼浓度的增加,其动力学过程主要受扩散过程控制.金刚石膜电极对苯酚模拟有机污染物的循环伏安实验表明,所考察的三个硼浓度不断增加的电极的氧化峰电流密度分别为0.8,1.9和5.1 mA(cm(2,说明在本实验范围内,金刚石膜电极对苯酚催化氧化作用随着掺硼浓度的增加而增强.     

掺硼金刚石薄膜电极及其在环境中的应用

掺硼金刚石薄膜电极(BDD)电极具有良好的导电性、极宽的电化学窗口、非常低的背景电流、极高的物理和化学稳定性及抗腐蚀性能等特性引起了人们极大地关注。本文综述了BDD的制备、理化性质及其在环境中的几个重要应用。     

掺硼金刚石纳米棒电极的制备及电化学性质

Boron-doped diamond nanorods with 300—400nm in diameters and several μm in lengths were successfully fabricated by deposited diamond film onto silicon nanowires using HFCVD methodElectrochemical analysis of glucose at the boron-doped diamond nanorods electrode was studiedCompared with normal flat boron-doped diamond electrode, some unique electrochemical properties were found on the nanorods electrode due to its large surface area and special nanostructuresThe nanorods electrode, as a new type of carbon material electrode, may serve as enabling technology for potential applications in electrochemical analysis     

掺硼金刚石薄膜电极的氨基化改性及电化学行为

采用重氮盐电化学还原的方法对掺硼金刚石薄膜电极进行氨基化改性,光电子能谱（XPS）证明表面N元素的存在,同时可以通过406 eV、400 eV峰强度的变化,证明硝基还原为氨基。以Fe(CN)₆^－3/－4氧化还原电对为探针,进一步证明了氨基层的存在。采用循环伏安法和差分脉冲伏安法研究了改性后电极的电化学行为。通过分别检测多巴胺和抗坏血酸以及它们的混合溶液,表明选用差分脉冲伏安法,氨基化改性掺硼金刚石薄膜电极能够有效分离检测两者的氧化峰,分离后两峰电势差约为0.3 V。电极表面吸附血浆蛋白后,阻碍了Fe(CN)₆^－3/－4氧化还原对的电子传递,但是并不妨碍多巴胺的检测。     

二氧化氯处理四溴双酚A废水的研究

四溴双酚A生产过程产生大量高COD的有机废水,可生化性差。本文探讨了采用二氧化氯对四溴双酚A废水进行氧化处理,研究配比和停留时间等对处理效果等方面的影响情况。     

三维电极电化学法处理聚苯硫醚废水研究

采用三维电极电化学方法对合成PPS废水进行处理,主要通过单因素试验和正交试验考察了初始pH、电极电流、极板间距、曝气强度、电解时间对于该PPS废水CODCr去除效果的影响,并在最佳条件下测试实验效果。结果表明:当在pH=8,电解电流为1 A,极板间距为8 cm,曝气强度为0.8 L/min,以8 g/L Na2SO4作为支持电解质电解100 min时,废水CODCr去除率可以达到54.3%。由正交试验得出影响CODCr去除率各因素的主次关系为:电极电流初始pH极板间距曝气强度电解时间。这充分说明三维电极法处理PPS废水是行之有效的方法,值得进一步研究。     

含双酚A的废水处理

环境内分泌干扰物对人类生存的环境和身心健康产生了严重的影响,造成了一定程度的危害,双酚A(Bisphenol A,BPA)是其中重要的一种。随着双酚A的大量使用,在世界各地各种水体中都有发现,因此对双酚A污染的治理势在必行。通过了解和分析双酚A的性质、用途、使用范围等方面的知识,主要研究含双酚A废水的处理方法和技术,从多角度多方面研究含双酚A的废水处理,希望可以帮助缓解含双酚A废水所带来的环境污染问题。     

不同基底BDD电极对模拟染料废水的降解脱色试验

在Si、Ta、SiC、Ti四种不同的基底上通过热丝化学气相沉积法分别生长了掺硼金刚石（BDD）薄膜。试验对BDD膜层的微观形貌、电极的电化学性能进行了研究。四种基底的BDD电极均具有较宽的电位窗口;Ta—BDD和SiC—BDD晶体形貌完整;Ta—BDD和Ti—BDD具有较好的膜基附着力,具有较长的寿命。试验表明,使用12h后,Ta—BDD与Ti—BDD仍具有良好的电解性能,微观形貌完整,而Si—BDD和SiC—BDD分别使用4h和6h后,膜层便开始脱落。试验测定了Ta—BDD电极对活性艳红X-3B模拟染料废水的降解脱色效果,考察了不同条件（槽电压、电解质浓度、电解质种类及pH）对脱色效果的影响。结果表明：在酸性介质中,当硫酸钠浓度为2．5s／L时,经过120min电解,模拟废水中的染料可脱除至1％以下。NaCl作为支持电解质时,相比于Na2SO4对废水色度的脱除具有更强的作用。     

电吸附法处理模拟含镍废水的研究

采用电吸附法对模拟含镍废水进行处理。考察了电压、极板间距、pH值、原水的质量浓度及进水流量对Ni~(2+)去除率的影响,并在最优条件下进行循环电吸附/脱附实验。结果表明:在电压1.6V、极板间距0.8cm、pH值7.0、原水的质量浓度40mg/L及进水流量20mL/min的条件下,Ni~(2+)的去除率可以达到96.89%;经过5次电吸附循环后,Ni~(2+)的吸附性能依旧显著,Ni~(2+)的去除率保持在81.23%。     

Boron-Doped Diamond Electrode Performance in Cr(VI) Reduction Using Synthetic and Plating Wastewater

The goal of this work was to evaluate the effectiveness of iron and boron-doped-diamond (BDD) as cathodic electrodes on the reduction of Cr(VI) in synthetic and wastewater samples. The pH and electrolyte composition were varied, and the effect on the Cr(VI) reduction rate was measured. The optimized conditions from the synthetic water Cr(VI) reduction experimental data, were tasted on electroplating wastewater. The results indicated that both a pH of 2 and the use of NaCl as an electrolyte significantly increase the Cr(VI) reduction rate for all synthetic systems, especially the iron-BDD system. The Cr(VI) reduction rate in Fe-BDD systems was also affected by nitrate and sulfate ions. In the case of electroplating wastewater, Cr(VI) reduction by BDD cathodes was faster than with iron cathodes, achieving a complete reduction of 180 mg Cr(VI)/L in 25 min, with 40% less sludge produced. The elemental composition of sludge was analyzed using SEM/EDS and X-ray spectroscopy to confirm that iron and chromium precipitated out of the solution. The sludge had a chemical composition of (31.9%) Fe₂O₃, (29.6%) FeOOH, (21%) FeO, and (17.4%) FeSO₄. Therefore, BDD as an electrode material effectively reduces Cr(VI) in electroplating wastewater, and can be effectively scaled up to industrial applications.     

石墨电极电解法处理含镍废水的研究

采用电解法处理含镍废水,考察了初始pH值、铁炭比、极板间距、电解电压四个因素对镍降解率的影响。各影响因素的取值范围如下:初始pH值6~8,铁炭比1∶1~2∶1,极板间距1~3cm,电解电压30~50V。在此条件下电解1h,镍的降解率最高可达70%。     

硼掺杂金刚石膜电极电氧化降解对氯苯酚废水

采用循环伏安法研究了中性介质中对氯苯酚在硼掺杂金刚石(BDD)膜电极上的电氧化行为。提出了一种以BDD膜电极为阳极的电化学氧化降解对氯苯酚废水的新工艺,考察了阳极电流密度、对氯苯酚初始浓度、电解液初始pH、支持电解质浓度等工艺因素对电氧化降解效果的影响。结果表明:在阳极极化电位为1.4～1.6V(vs.SCE)时,对氯苯酚在BDD膜电极表面发生直接电氧化反应,生成易吸附的中间产物,导致电极活性降低;在阳极极化电位高于2.0V(vs.SCE)时,BDD膜电极能够良好地电氧化降解对氯苯酚溶液,该过程是通过直接电氧化过程与间接电氧化过程联合作用实现的。通过考察若干工艺因素对对氯苯酚电氧化降解效果的影响发现,较为理想的工艺参数组合为,阳极电流密度60mA·cm-2、支持电解质浓度10g·L-1、对氯苯酚初始浓度10mmol·L-1、电解液初始pH7。在该工艺条件下,COD去除率达到96.1%,平均电流效率为50.2%。高效液相色谱证实了BDD膜电极能有效地电氧化降解对氯苯酚。     

自制气体扩散电极电-Fenton对苯酚废水处理的研究

采用电-Fenton法对模拟苯酚废水进行处理。实验以自制气体扩散电极为阴极,铁板为阳极,并向阴极不断通入空气。电解过程中生成的H2O2与阳极溶解的Fe2 形成Fenton试剂。Fenton试剂在电解的过程中可以产生大量活性羟基(·OH)用来降解废水中的苯酚。在最佳实验条件下,自制气体扩散电极电-Fenton对苯酚的去除率能够达到90%以上,并且有效地降低了Fenton试剂的成本,操作维护方便、无二次污染。     

基于碳纳米管-离子液体复合电极的双酚A传感器研究

构建了一种基于碳纳米管-离子液体复合电极的双酚A（BPA）传感器。采用循环伏安法和线性扫描伏安法（LSV）研究了双酚A在该修饰电极上的电化学行为,并对实验条件进行了优化。在最佳条件下,BPA的氧化峰电流与其浓度在0.5-100μM范围内有良好的线性关系（r^2=0.9980）,检出限为0.1μM（S/N=3）。此方法能应用于湖水和塑料袋中BPA的测定,回收率在96.20%-105.20%之间。