电催化氧化模拟废水的实验研究

电催化氧化模拟废水的实验研究

论文摘要

电催化氧化法因其特有的优点,现已成为水处理领域研究的热点。实验采用自制实验装置,用废旧的一号干电池中的碳棒作为电极,分别对苯酚模拟废水和苯乙烯模拟废水进行电催化氧化。用高效液相色谱和红外光谱对不同时间的电解溶液进行分析测定,推断出苯酚和苯乙烯氧化降解的途径,结合电催化氧化机理和有机分子的结构特点等相关知识,对苯酚和苯乙烯电催化氧化降解机理做了进一步的研究。在高效液相色谱分析过程中,将未知组分峰的保留时间与标准物的保留时间作对照,以及直接在样品中加入标准物与样品进行对照。根据未知组分峰面积变化情况和保留时间进行定性分析,从而确定苯酚和苯乙烯电催化氧化降解的中间产物,推断出苯酚和苯乙烯氧化降解的途径。苯酚电催化氧化降解的中间产物(按高效液相色谱图中保留时间的先后顺序)为:乙二酸(tR=1.158min)、顺丁烯二酸(tR=1.220min)、对苯二酚(tR=1.810min)、对苯醌(tR=2.547min)、邻苯二酚(tR=3.422min)等物质;没有检测到间苯二酚、丁二酸和乙酸等物质。推断出苯酚氧化降解途径为:苯酚→对苯二酚+邻苯二酚→对苯醌→顺丁烯二酸→乙二酸→二氧化碳+水。用红外光谱对苯酚氧化降解的中间产物作了分析,与高效液相色谱分析的结果和相关资料一致。苯乙烯电催化氧化降解的中间产物(按高效液相色谱图中保留时间的先后顺序)为:乙二酸(tR=1.156min)、乙酸(tR=1.401min)、对苯二酚(tR=1.809min)、苯乙醇(tR=4.052min)、苯乙酸(tR=5.234min)等物质;推断出苯乙烯氧化降解途径为:苯乙烯→对苯二酚+苯乙醇+苯乙酸→乙二酸+乙酸→二氧化碳+水。通过研究苯酚和苯乙烯电催化氧化降解的途径和机理,我们有望能够较为容易的控制苯酚或苯乙烯的反应历程,选择想得到的产物并将其彻底氧化降解,有助于实际处理含有苯酚或苯乙烯等有机污染物的废水。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 致谢
  • 第一章 综述
  • 1.1 引言
  • 1.2 难降解有机废水的处理方法
  • 1.2.1 难降解有机物的主要种类和危害
  • 1.2.2 难降解有机物的主要处理方法及研究进展
  • 1.3 高级氧化技术
  • 1.3.1 高级氧化技术概述
  • 1.3.2 高级氧化技术分类
  • 1.4 电催化氧化法
  • 1.4.1 电催化氧化法概述
  • 1.4.2 电催化氧化法原理
  • 1.4.3 影响电催化氧化技术效率的因素
  • 1.4.4 电催化氧化法的局限性
  • 1.4.5 电催化氧化法的发展方向
  • 1.5 选题依据与研究内容
  • 1.5.1 选题依据
  • 1.5.2 研究内容
  • 第二章 实验部分
  • 2.1 实验试剂与仪器
  • 2.1.1 实验主要试剂
  • 2.1.2 实验主要仪器
  • 2.2 电催化氧化模拟废水的实验装置和方法
  • 2.2.1 实验装置及操作工艺
  • 2.2.2 实验方法
  • 2.2.3 电解溶液的分析
  • 第三章 实验结果与讨论
  • 3.1 电催化氧化实验
  • 3.1.1 电极碳棒变化分析
  • 3.1.2 溶液颜色
  • 3.2 高效液相色谱法分析实验
  • 3.2.1 高效液相色谱法分析苯酚模拟废水
  • 3.2.2 高效液相色谱法分析苯乙烯模拟废水
  • 3.3 红外光谱分析实验
  • 第四章 机理研究
  • 4.1 电催化氧化机理
  • 4.2 苯酚电催化氧化降解机理
  • 4.3 苯乙烯电催化氧化降解机理
  • 第五章 结论与建议
  • 5.1 主要结论
  • 5.2 未来工作建议
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文
  • 相关论文文献

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