PbO2/Ti复合电极在电催化降解除草剂废水中的应用

以生产除草剂过程中废水作为研究对象,采用活性炭吸附法、Fenton氧化法、电解氧化法、光催化氧化法相结合,将废水的化学需氧量(COD)从72186mg/L降至150mg/L。并重点研究了PbO2/Ti复合电极在电催化氧化中对废水处理的最佳条件。结果表明,废水为中性、电极间距离为5mm条件下,加入少量的H2O2可以显著地提高电解氧化效率,再经光催化氧化降解后可以达到国家废水排放标准。     

三维电极降解苯酚的新工艺及机理

开发三维电极法降解苯酚新工艺,用电化学方法研究苯酚降解的机理。结果表明:采用预处理后的活性炭作为粒子电极,在进水pH值6~7、进水流量180 mL/min、水温25℃、氯化钠加入量1 g/L、电流100 mA的条件下,电解1.5 h后总有机碳(TOC)的去除率可以达到95%以上。电解过程活性炭阳极生成羟基自由基(.OH)并吸附在活性炭上,与吸附在活性炭上的苯酚形成微电池。通过微电池反应,苯酚首先被降解成邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚等中间产物,进而又被矿化为CO2和H2O。同时,阳极极化曲线表明苯酚也可在阳极氧化,但羟基自由基对苯酚的降解起主要作用。     

回用水中杂质离子对锌电解过程中Pb-Ag阳极钝化的影响(英文)

采用线性扫描伏安法研究了回用水中杂质离子对锌电解过程中Pb-Ag阳极钝化的影响。结果表明:回用水中Cl-和F-的存在将会影响电极的钝化过程。当溶液中H2SO4浓度为180g/L,即酸锌比为3.6,Mn2+浓度为3～5g/L,F-浓度小于42mg/L时有利于Pb-Ag阳极钝化;而当溶液中只存在Cl-时,Cl-浓度必须低于13mg/L才不会影响电极的钝化过程;当溶液中同时存在Mn2+和Cl-且锰氯质量比为8时,电极的钝化过程不会受到Cl-的影响,此时溶液中Cl-的含量最高,可以达到625mg/L。     

固定化黑曲霉活性炭吸附铀的机理

采用海藻酸钠包埋黑曲霉及活性炭粉末的方法制备固定化黑曲霉活性炭微球,利用静态吸附试验研究铀溶液的p H值、初始铀浓度、吸附时间、黑曲霉粉末与活性炭粉末质量的配比及固定化黑曲霉活性炭微球的投加量等因素对其吸附铀的影响。通过对动力学模型、等温吸附模型进行拟合,研究固定化黑曲霉活性炭吸附铀的行为。采用扫描电镜、能谱仪和红外光谱仪分析吸附前后固定化黑曲霉活性炭微球表面的形貌、化学组成和官能团结构的变化,进而探讨吸附过程可能涉及的反应机理。结果表明:固定化黑曲霉活性炭吸附铀的最佳条件为p H值为5.0,铀初始浓度为1 mg/L,固定化黑曲霉活性炭微球投加量为0.3 g/L,9 h即达到吸附平衡,最大吸附量为691.7 mg/g。固定化黑曲霉活性炭吸附铀的过程符合准二级动力学模型,相关系数为0.9994;吸附等温线符合Freundlich和Langmuir等温线模型,相关系数分别为0.9875和0.9993,体现固定化黑曲霉活性炭对铀的吸附模式是以单层吸附为主与多层吸附的共同作用的吸附模式。     

稀土Nd掺杂Ti/RuO2-Co3O4电极电催化性能研究

采用热分解法在400℃下制备了稀土Nd改性Ti/RuO2-Co3O4氧化物阳极,对稀土Nd掺杂量进行优化。利用SEM、EDX及XRD等分析方法对电极表面形貌、组成及结构进行了表征,通过开路电压、循环伏安、极化曲线及强化电解寿命等电化学方法研究了电极的析氧催化活性及稳定性。结果表明:稀土Nd掺杂使表面层晶粒细化,晶型饱满,且促进活性组分RuO2向电极表面富集,增加电极催化活性中心;掺杂量为20:1时,电极析氧性能最佳,伏安电荷容量高达686mC/cm2,反应活化能低至16.76kJ/mol,掺入稀土Nd后电极基体与涂层的结合力增强,电极强化电解寿命高达158h。     

不同温度下HNO3改性对活性炭吸附银的影响

使用浓HNO3分别在常温和沸腾状态下对活性炭进行改性，用FTIR和N2吸附法对活性炭进行表面分析，使用AAS，SEM和XRD研究银在活性炭表面的吸附和分布特征。研究结果表明：活性炭经常温浓HNO3改性后，比表面积和孔容都明显提高，而经沸腾浓HNO3改性后，比表面积和孔容却明显减小，但2种改性方式都使活性炭表面产生更多的含氧基团，为[Ag（NH3）2]^＋的吸附还原提供更多的活性点，从而使活性炭表面银颗粒更加密集；常温浓HNO3改性极大地促进了[Ag（NH3）2]^＋的吸附还原，当银离子初始质量浓度为600mg／L时，活性炭对银的吸附量是原炭的5倍多；而活性炭沸腾浓HNO3改性使银的吸附量略有下降，但银颗粒却更加细小而密集，有利于活性炭表面纳米银颗粒的形成。     

氨基膦酸树脂对铅的吸附性能及机理

研究了Pb2 在氨基膦酸树脂上的吸附行为 ,结果表明 :树脂的静态饱和吸附容量为 82 2mg/ g ;用 0 .5mol/L的HCl和 0 .2～ 0 .3mol/L的EDTA洗脱 ,洗脱率分别为 97%和 99%以上。测得吸附热力学参数分别为 :ΔH =9.0 4kJ/mol,ΔG =- 3.99kJ/mol,ΔS =43.7J/ (mol·K)。等温吸附服从Freundlich经验式 ;表观活化能Ea=13.8kJ/mol;表观速率常数k2 98=2 .2 8× 10 -5s-1;树脂功能基与Pb2 的配位比为 2∶3。用化学和红外光谱的方法探讨了树脂对Pb2 的吸附机理。     

纳米Ir／SPE电极的制备及其影响因素

首次选用镍作为中间催化剂,采用吸附还原成长法制备纳米Ir/SPE电极,并就镀浴温度和pH值、H2IrCl6浓度、NaBH4与H2IrCl6配比对电极制备的影响作了深入研究。研究表明:采用吸附还原成长法,以Ni作为中间催化剂,浓度为22mmol·L-1NaBH4与浓度为6mmol·L-1H2IrCl6的混合液作为镀浴,亦即NaBH4与H2IrCl6配比为3.6,pH值为8,镀浴温度为40℃,镀浴时间为24h的条件下,循环镀覆3次,可获得致密、均匀,具有良好电解性能的纳米级Ir/SPE电极。     

埃洛石粘土矿物对氨氮的吸附规律（英文）

中国南方离子型稀土矿区土壤氨氮污染日趋严重。埃洛石是矿区土壤的主要粘土成分之一。研究了埃洛石对氨氮的饱和吸附量、吸附影响因素及其吸附动力学特点。结果表明:在T=303 K、p H=5.6条件下,氨氮初始浓度增至600 mg/L左右(接近原地浸矿工艺实际使用的最初浸矿剂浓度的1/2)时,埃洛石和矿区土壤对氨氮的吸附达饱和,饱和吸附量为1.66 mg/g左右;随NH_4~+-N初始浓度、p H值(3.0~6.0)、温度(288~313 K)的升高,埃洛石及矿区土壤对氨氮的吸附量增大;埃洛石对氨氮的吸附符合Langmuir等温方程和Freundlich等温方程,可近似认为离子型稀土矿区土壤对氨氮的吸附易于进行;埃洛石对氨氮的吸附过程符合准二级动力学方程。     

含Cu-EDTA络合配离子废水的铁碳微电解处理(英文)

为了破坏冶炼废水中重金属有机螯合物,例如Cu-EDTA配离子废水,研究一种破络并预处理的新方法。该方法基于铁碳微电解反应原理,.OH在酸性有氧气存在的条件下产生,并在铁碳表面攻击吸附的有机基团导致螯合物的破坏,从而使铜离子将从有机物中剥离下来,然而EDTA将被.OH降解。研究pH值、温度、微电解反应时间、Fe/C质量比对铜离子脱除率及总有机碳(TOC)残余含量的影响,通过扫描电子显微镜分析(SEM)、能谱分析(EDS)、红外光谱分析(FTIR)研究处理前、后样品的表面官能团变化及形貌推断铁碳微电解反应的机理。并进行工业条件优化,得到最佳工艺条件:pH值为2,温度为常温,Fe/C质量比≥0.02,时间为60min,有氧气存在。在该条件下TOC浓度为200mg/L、铜离子浓度为60mg/L的废水反应完成后TOC和Cu残余浓度分别减低到40.66和1.718mg/L;羟基自由基降解反应机理合理解释了该实验现象。     

Electro-enhanced adsorption of As(V) by activated carbon in three-dimensional electrode reactor

This study focused on As(V) removal by electrosorption in a self-made three-dimensional electrode reactor, in which granular activated carbon (GAC) was used as the particle electrode. Under the optimal conditions, the removal efficiency of As(V) was 84%, and its residual concentration in solution was 0.08 mg/L. From kinetic investigation, the rate determining steps of the entire process may involve more than two processes: membrane diffusion, material diffusion and physical/chemical adsorption processes. During the desorption process, As(V) can be desorbed from GAC, and the GAC was able to electro-adsorb As(V) again after desorption, which means that the electrode has good cycling performance.     

芦苇浆造纸黑液资源化处理新工艺

针对芦苇浆造纸产生的浓缩黑液的特点,提出了黑液脱硅—酸析回收木质素—三维电极电解—苛化回收NaOH—出水返回生产的工艺流程。采用Ca(OH)2沉淀法去除黑液中的SiO2,黑液中硅含量由6.68 g/L降至0.12g/L,脱硅率为98.20%;黑液脱硅后加入H2SO4去除COD并回收木质素,CODCr由220.648 g/L降至54.179 g/L左右,脱除率达到75.45%,每100 mL黑液可回收8.5 g木质素。FTIR、SEM和EDX的分析结果表明:酸析木质素结构以紫丁香基和对羟基的单体结构为主;采用三维电极反应器处理酸析液,残余CODCr为36.761 g/L,TOC的去除率达35.57%;利用苛化法回收残碱,用于制浆蒸煮工段,实现废水的零排放。苛化后的黑液中有效碱浓度为8.30 g/L,苛化度为78.60%,苛化后TOC降低了9.99%,残余CODCr浓度为33.085 g/L,可返回生产,实现了资源的综合回收与利用。     

活性炭从氰化液中选择性吸金抑铜的研究

根据配合物离子积理论,控制氰化液中的游离氰根浓度,可以将铜离子调整为不易被活性炭吸附的形态,实现含铜氰化液中金的选择性吸附。据此对福建某金矿的含铜氰化液进行了选择性吸附研究,条件实验和工业试验的结果表明,当调整氰化液中总铜浓度小于200 mg/L、p H值为10.0~11.0,游离氰根浓度不大于150 mg/L时,金的吸附率提高到90%以上,载金炭铜含量降到5 kg/t以下,可实现活性炭从氰化液中选择性吸金抑铜。     

硼掺杂金刚石电极降解活性橙X-GN偶氮染料废水的研究

目的研究硼掺杂金刚石(BDD)电极电化学氧化降解活性橙X-GN偶氮染料废水。方法采用热丝气相沉积法(HFCVD)制备铌基BDD电极,采用SEM观察BDD薄膜的表面形貌,用Raman检测BDD薄膜的成分,用电化学工作站测试BDD电极的电化学性能。选择活性橙X-GN染料废水作为降解对象,分别研究电流密度(20、50、100、150 m A/cm~2)、电解质浓度(0.025、0.05、0.1 mol/L)和溶液初始pH(3.78、6.74、10.92)等不同工艺参数对降解效率的影响,并采用紫外可见光分光光度计进行测试表征,使用能耗和总有机碳量表征降解效果。结果 BDD电极具有很好的电催化性能,其电势窗口为3.33 V,析氧电位达到2.45 V,远高于大多数有机物的氧化电位,电极表面反应受扩散步骤控制。结合活性橙X-GN染料溶液降解效果,得出100 mg/L活性橙X-GN溶液的最佳降解工艺参数为:电流密度100 m A/cm~2、电解质浓度0.05mol/L、溶液初始pH值3.78。采用最佳工艺参数处理5 h后,色度移除率达到99%,能耗为65.4 k W·h/m~3,TOC去除率达到56.95%。结论 BDD电极可以有效地降解活性橙X-GN染料废水。     

冷轧带钢电解清洗极板腐蚀机理和原因

采用线性电位扫描法研究了碳钢在不同脱脂剂浓度下的阳极极化过程,进一步研究了碳钢在不同不同脱脂剂浓度条件下、不同电位下的恒电位、恒电流电解行为,在此基础上对生产现场进行了考察。电化学实验表明：碳钢阳极极化过程依次经历活化区、钝化区、过钝化区及极限区;活化区基体活化溶解电流小,不影响电极寿命;过钝化区电极表面开始发生析氧反应;极限区析氧反应达到极限,使基体腐蚀反应大量发生,电极寿命降低;脱脂剂浓度越低、阳极电位越高,电极表面基体溶解反应速率越大,相应电极使用寿命越短。实际生产中,极板表面由于电流分布不均使其局部电流超过极限电流导致局部腐蚀发生,而电解槽内极板安装精度、电极表面气泡无法逸出、极板表面污泥淤积等都均会影响电流分布。     

杂质离子对电沉积Fe-Ni-Cr合金镀层质量的影响

采用氯化物-硫酸盐混合体系电沉积Fe-Ni-Cr合金。分析了电镀液中产生有机杂质和金属杂质的途径、处理方法和对镀层质量的影响。电镀液中有机杂质可采用活性炭处理,金属离子杂质Cu2 、Zn2 、Pb2 、Sn2 含量分别不能超过0.06 g/L0、.34 g/L0、.27 g/L0、.15 g/L,可采用低电流电解法除去。     

活性炭从含铂稀溶液中回收铂

采用活性炭从含57.6g/LPt的稀溶液中吸附回收Pt。研究不同吸附工艺参数对Pt吸附回收率的影响。结果表明,随着活性炭用量的增加、吸附时间的延长和温度的升高,Pt的吸附回收率也提高。在振荡速率200r/min,吸附时间3h和25℃的条件下,使用400mg活性炭,Pt的回收率可以达到70%。然而,在80℃下吸附1h,使用200mg活性炭,Pt的吸附率就可达到88%,表明温度对吸附的影响是显著的。在80℃下吸附3h,使用400mg活性炭,Pt的吸附率可达到99%以上。     

Adsorption of Cd2+ in aqueous solutions using KMnO4-modified activated carbon derived from Astragalus residue

Activated carbon obtained from Astragalus residue was chemically activated by KOH and modified with KMnO₄. The samples were characterized by N₂ adsorption, Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray diffractometry, scanning electron microscopy, and Boehm titration. Accordingly, the original and modified carbon materials were used for the removal of Cd²⁺ from aqueous solution by batch adsorption experiments. Results showed that the contents of oxygen-containing functional groups increased, and MnO₂ was nearly uniformly deposited on the surface of activated carbon after modification by KMnO₄. The adsorption kinetics was described by pseudo-second order model. Langmuir model fitted the adsorption-isotherm experimental data of Cd²⁺ better than the Freundlich model. The maximum adsorption capacities of the activated carbon before and after modification for Cd²⁺ were 116.96 and 217.00 mg/g, respectively. KMnO₄ considerably changed the physicochemical properties and surface texture of activated carbon and enhanced the adsorption capacity of activated carbon for Cd²⁺.