电化学还原与P掺杂TiO2纳米管阳极对抗生素废水的电化学氧化处理

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cjwmyzl
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
抗生素大量使用造成的污染问题已引起了广泛关注。电化学氧化技术具操作简单、环境适应强等优点,是一种可有效氧化去除污染物的水处理技术。该技术的核心为阳极材料,制备具有优异效果的电极材料是本技术的核心。同时,面对复杂的污染水体,实现污染物的同步去除亦是非常重要的研究热点。为此,本文制备了两种TiO2纳米管(TiO2NTAs)电极材料,用作电化学氧化法去除抗生素废水的阳极,一系列表征确认了电极结构及电化学氧化性能。其一使用电化学还原的方法制备了Ti3+和氧空位自掺杂TiO2 NTAs(TiO2-x),XPS,Raman,EPR证明了氧空位的掺杂,电化学测试表明Ti3+和氧空位的掺杂增强了电极材料的电化学性能,LSV表明还原时间为10 min的电极(TiO2-x-10)析氧电位(OEP)最高(3.01 V vs.SCE)。使用不同还原时间下的TiO2-x电极对四环素进行电化学氧化实验,结果表明TiO2-x-10电极对四环素的降解效果最好。使用TiO2-x-10电极为阳极,在电流密度为10 m A/cm~2的条件下对四环素和甲硝唑进行共同去除,经过3 h的电化学氧化,两种抗生素均可以完全去除,化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)去除率为79.12%。通过能耗分析进行两种抗生素的同时降解所需能耗低于降解单一抗生素的能耗,表明对两种抗生素进行同步去除不仅依然能达到高效的去除效果,还可以节约能源,更符合实际应用。其二为磷和氧空位共掺杂TiO2 NTAs(P-TiO2-y),XRD和XPS证明了磷的掺杂,Raman,EPR证明了氧空位的掺杂,电化学测试表明Ti3+和氧空位的掺杂增强了电极材料的电化学性能,磷元素的掺杂提高了电极的OEP,LSV表明该P-TiO2-y的OEP为2.98V vs.SCE。实验表明,磷掺杂对四环素降解性能的提升主要体现在COD去除率上。在电流密度为10 m A/cm~2,初始浓度为50 mg/L的条件下经过3 h的电化学氧化,四环素去除率,COD去除率和总有机碳(total organic carbon,TOC)去除率分别为100%,90.32%和76.60%。
其他文献
学位
近年来,Pd(Ⅱ)催化的碳氢键活化反应取得了显著的进展。许多底物中的惰性碳氢键都得到了有效的活化,成功构建碳-杂原子化学键。同时导向基团导向策略的发展使得反应的区域选择性和立体选择性也得到了很好的控制。硝酸酯结构在药物化学和含能材料领域都有重要的应用价值,然而非活化的C(sp~3)-H键直接转化为硝酸酯结构的工作鲜有被报道。本文研究了有机分子中广泛存在的醇底物在过渡金属催化条件下直接实现选择性硝酸
学位
学位
学位
重油中的微量金属杂质不但会使催化剂失去活性,还会造成设备腐蚀、传热效果下降等危害,对石油加工的过程安全和经济效益造成重大影响,因此准确测定重油中微量金属元素的含量具有重要意义。本课题是专为分析实验室解决实际问题所建立,石油化工企业的分析检验和研究机构不同,选择一个方法在保证分析结果准确性的同时,分析者的安全、危化品的使用、经济成本和环保等因素也必须要考虑在内。本实验采用高温干灰化法和微波消解法消解
学位
学位
学位
学位