论文部分内容阅读
本硕士学位论文主要就染料类有机污染物在活性炭纤维(activated carbon fiber,ACF)电极上的吸附及高级氧化处理进行了研究。首先研究了偶氮染料直接深蓝L-3RB(Direct deep blue L-3RB,DDBL-3RB)在ACF上的吸附富集/脱附行为,进一步地利用ACF作为电极材料,对L-3RB染料进行了高级电化学氧化工艺(advanced electrochemical oxidation processes,AEOPs)矿化脱色处理的研究;更深入的研究是将半导体纳米粒子-TiO2固载到ACF上,将纳米TiO2的光催化作用及ACF的吸附作用结合了起来,对亚甲基兰(Methylene blue,MB)进行了降解行为的研究;利用XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)、XRD(X-ray diffraction)、SEM(Scanning electron microscopy)、UV-vis漫反射光谱(UV-vis diffuse reflectance spectroscopy)等检测手段对ACF/TiO2复合膜进行了表征,并将其对MB的催化降解效用进行了全面而系统的分析,得到了比较满意的结果。其主要内容包括: 1.用红外及可见分子吸收光谱法研究了活性炭纤维对直接深蓝L-3RB(Direct deep blue L-3RB,DDBL-3RB)的吸附行为;用电化学法研究了DDBL-3RB饱和吸附后ACF再生的可能性。发现ACF对DDBL-3RB的最佳吸附酸度条件为pH=5;以2%的NaCl溶液为支持电解液,用铜棒和石墨棒分别作阴阳极电解DDBL-3RB饱和吸附后的ACF,阴极区的ACF再生率达到95%以上。初步探讨了ACF吸附和脱附DDBL-3RB的机理。 2.以ACF作为新型电极,采用高级电化学氧化工艺(AEOPs)对直接深蓝L-3RB(DDBL-3RB)进行了矿化研究。AEOPs过程包含了两种不同的电化学过程—电Fenton和光电Fenton。一系列含有0.05mol/L Na2SO4的60mg/L DDBL-3RB溶液被用于其矿化研究。可以得出,在这两种电化学过程中,DDBL-3RB都是通过Fe2+和电生H2O2反应所产生的羟基自由基(·OH)氧化降解的。实验表明,光电Fenton过程具有更高的TOC去除率和脱色率。 3.通过涂覆法制备了活性碳纤维(ACF)负载TiO2薄膜。并通过XRD,XPS,SEM及UV-vis紫外漫反射等检测手段对薄膜进行了表征,并研究了该复合催化剂对亚甲基兰的催化降解性能。实验表明,在不破坏ACF结构的情况下,煅烧后得到了仍然保持锐钛矿相的TiO2的薄膜,且通过亚甲基兰(MB)的光催化降解以及TiO2/ACF光催化剂的循环利用实验,可以看出此方法所得到的TiO2/ACF复合光催化剂有着较好的活性。