功能高分子膜在光催化降解及高铁酸盐制备中的应用

论文摘要

本论文将亚铁离子嵌入Nafion膜中，利用Fe3+／Fe2+光催化降解亚甲基蓝，脱色率达90％。研究了降解亚甲基蓝时H2O2以及pH值的影响。亚甲基蓝光催化降解氧化反应符合一级动力学规律，表观速率常数为0.5689 min-1。以Fe3+为交联剂，制备了阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）-羧甲基纤维素（CMC）聚合物电解质膜，用红外光谱和扫描电镜做膜成分与形态表征，将CPAM-CMC膜应用于电解制备高铁酸盐。实验结果表明，CPAM-CMC聚合物电解质膜能有效地阻止FeO42-向阴极室扩散，与此同时阴极室中生成的OH-及时地补充了阳极室中OH-的消耗。以改进的双阴极-CPAM-CMC聚合物电解质膜-多孔圆筒铸铁阳极的电解槽电解制备高铁酸盐。圆筒形铸铁阳极因内外两面电流密度分布均匀，极化小，从而提高了电流效率及制得的高铁酸盐浓度。用电解新制的高铁酸盐降解联苯胺模拟废水的结果表明，CODCr（化学需氧量）的去除率达85％，联苯胺最终被矿化成小分子无机物。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 中文摘要
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 高分子膜的研究进展
• 1.1.1 膜材料
• 1.1.2 高分子膜的制备
• 1.2 Fenton试剂光催化处理废水
• 1.2.1 Fenton反应的机理
• 1.2.2 羟基自由基的性质
• 1.2.3 Fenton试剂反应在废水处理中的应用
• 1.2.4 UV/Fenton反应机理
• 1.2.5 UV/Fenton在废水处理中的应用
• 1.3 高铁酸盐的研究
• 1.3.1 高铁酸盐的结构
• 1.3.2 高铁酸盐的稳定性
• 1.3.3 电解法制备高铁酸盐
• 1.3.4 高铁酸盐在废水方面的应用
• 2+嵌入Nafion膜中光催化降解亚甲基蓝的研究'>第2章 Fe²⁺嵌入Nafion膜中光催化降解亚甲基蓝的研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 化学试剂
• 2+ Nafion膜的制备'>2.2.2 含Fe²⁺Nafion膜的制备
• 2.2.3 亚甲基蓝的可见光最大吸收波长的确定
• 2.2.4 亚甲基蓝的光催化降解实验
• 2.2.5 循环伏安曲线的测试
• 2O₂对光催化降解的影响'>2.2.6 H₂O₂对光催化降解的影响
• 2.2.7 pH值对光催化降解的影响
• 2.3 结果与讨论
• 2+的光催化机理'>2.3.1 Nafion膜嵌入Fe²⁺的光催化机理
• 2.3.2 亚甲基蓝的降解机理
• 2O₂对光催化降解的影响'>2.3.3 H₂O₂对光催化降解的影响
• 2.3.4 pH值对亚甲基蓝降解的影响
• 2.3.5 表观降解反应速率常数的测定
• 2.4 结论
• 第3章 CPAM-CMC隔膜槽电生成高铁酸盐
• 3.1 前言
• 3.2 实验及测定方法
• 3.2.1 实验药品与仪器
• 3.2.2 CPAM-CMC聚合物电解质膜制备
• 3.2.3 CPAM-CMC聚合物电解质膜结构表征与性能测试
• 3.2.4 CPAM-CMC膜电荷密度的测定
• 4^2-及其浓度测定'>3.2.5 电解生成FeO₄^2-及其浓度测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 高铁制备机理
• 3.3.2 CPAM-CMC膜的制备
• 3.3.3 CPAM-CMC膜表观结构
• 3.3.4 红外光谱分析
• 3.3.5 CPAM-CMC膜溶胀特性
• -渗透率'>3.3.6 CPAM-CMC膜OH^-渗透率
• -浓度的变化'>3.3.7 阳极室OH^-浓度的变化
• 3.3.8 胶体电荷密度
• 4^2-浓度'>3.3.9 电生成FeO₄^2-浓度
• 3.4 结论
• 第4章 多孔圆筒铸铁阳极电解制备高铁酸盐及其
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 多孔圆筒铸铁阳极电解槽
• 4.2.2 联苯胺的浓度测定
• 4.2.3 高铁酸盐对联苯胺的降解
• 4.3 结果讨论
• 4.3.1 多孔圆筒铸铁阳极电解制备高铁酸盐
• 4.3.2 高铁酸盐降解联苯胺
• 4.4 结论
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 个人简历