填充床电化学反应器论文-王欢

填充床电化学反应器论文-王欢

导读:本文包含了填充床电化学反应器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:含酚废水,苯酚,电化学氧化,固定化微生物

填充床电化学反应器论文文献综述

王欢[1](2017)在《填充床电化学生物反应器降解苯酚废水研究》一文中研究指出随着人们的环保意识不断增强,有毒有害难降解有机污染物对环境的污染问题日益突出,特别是酚类有机污染物已对人类的生活产生了越来越严重的影响,因此研究一种经济有效的方法来处理含酚废水具有非常重要的意义。固定化微生物法和电化学法均因其各自的优点得到广泛的应用。本文将电催化工艺和固定化微生物工艺相结合处理模拟苯酚有机废水,研究其处理效果、影响因素和降解历程的推测。文章中首先介绍了来自活性污泥的混合微生物菌落的培养、驯化流程。对驯化完成后的混合微生物进行电镜图像的扫描及分析,以及混合微生物的固定化即对填料进行挂膜。本文以自制的填充床电化学生物反应器,反应器为圆筒式,材质由有机玻璃制成,采用不锈钢作电极,在阴阳极之间放置已挂膜完成的纤维球填料,通过将电化学与固定化微生物两种工艺相结合降解苯酚废水。采用生物膜法、电化学法与生物膜电化学法这叁种不同方法降解苯酚并比较分析,进一步考察填充床电化学生物反应器对苯酚的降解可行性研究。研究表明:当苯酚初始浓度为150mg·L-1,处理10h时,生物膜电化学法对含苯酚废水中的苯酚和化学需氧量(COD)去除效果明显好于其它两种。详细研究了单因素外加电压、初始污染物浓度、曝气量、电解质浓度和初始pH值对含苯酚废水中苯酚去除和COD去除效果的影响,从而得出各因素影响规律。研究表明,随着苯酚初始污染物浓度的增加,废水中苯酚和COD去除率呈显降低趋势;随着外加电压、电解质浓度、曝气量和初始pH值的不断增加,废水中的苯酚去除率和COD去除率均呈现先增加后降低的趋势;经正交实验分析得出,曝气量对废水中苯酚的去除率影响最大,pH值次之,电解质浓度最小,在对最佳实验进行9次实验后,取得平均值得苯酚废水中的苯酚去除率为93.16%。不同影响因素对反应速率常数的影响也进行了研究,结果表明:在填充床电化学生物反应器中,反应速率常数随外加电压、电解质浓度、曝气量和初始pH值的增加先增加后降低。通过紫外—可见吸收光谱检测和分析,苯酚首先被降解为醌类化合物,随着反应的进行,紫外光谱中苯酚和醌类化合物的吸收峰均有所降低,醌类的进一步降解生成低分子酸,最终降解为CO2和H2O。(本文来源于《沈阳建筑大学》期刊2017-03-01)

乔启成[2](2014)在《新型填充床电化学反应器电极材料制备、表征及对酸性橙II的催化氧化性能研究》一文中研究指出本文以提高填充床电化学反应器电极材料的电催化氧化性能以及稳定性为主要目的,开展了新型钛基PbO2阳极、金属氧化物负载γ-Al2O3粒子电极的制备、改性、表征以及电催化氧化酸性橙II(AOII)性能的研究工作,探讨了AOII的降解途径和电催化氧化机理。主要研究内容和结果如下:(1)采用电沉积法制备了不同F-浓度掺杂的钛基PbO2电极。SEM、XRD测试结果表明,F-的掺杂有利于形成β-PbO2的四方体晶体结构、减小晶体颗粒尺寸,提高电极催化活性和稳定性;极化曲线、强化寿命、荧光光谱、循环伏安曲线、电化学阻抗、AOII降解、紫外光谱扫描等测试结果表明,掺杂量为0.04mol/L时最佳。(2)制备了SnO2-Sb2O5、IrO2-Ta2O5、RuO2-IrO2中间层涂层及相应的Ti/SnO2-Sb2O5/PbO2、Ti/IrO2-Ta2O5/PbO2、Ti/RuO2-IrO2/PbO2电极。SEM、XRD、XPS测试结果表明,中间层表面均被PbO2晶粒覆盖、呈现β-PbO2的四方体晶体结构、Pb均主要以Pb4+价态存在;极化曲线、强化寿命、荧光光谱、循环伏安曲线、电化学阻抗、AOII降解、紫外光谱扫描等测试结果表明,中间层可以提高电极稳定性,但同时结合电催化活性考虑,SnO2-Sb2O5作为中间层更为合适。(3)采用电沉积法制备了Bi、Ce、Co、Nd四种金属元素掺杂的Ti/SnO2-Sb2O5/PbO2电极。SEM、XRD、XPS测试结果表明,Nd掺杂后电极表面晶体颗粒大小及分布均匀、为β-PbO+2的四方体晶体结构、Nd主要以Nd3化学态的氧化物形式存在;极化曲线、强化寿命、荧光光谱、循环伏安曲线、电化学阻抗、AOII降解、紫外光谱扫描等测试结果表明,Nd掺杂制备的电极具有更高的电催化活性和稳定性,掺杂量为50:1时最佳。(4)采用浸渍热分解法制备了Cu、Mn、Pb、Sn等单组分金属氧化物以及Sn-Ce-Sb复合金属氧化物负载的γ-Al2O3粒子电极。SEM、EDS、AOII降解、紫外光谱扫描等测试结果表明,Sn/γ-Al2O3粒子电极对AOII催化活性高、稳定性好;Ce的掺杂有利于提高Sn/γ-Al2O3粒子电极的催化性能和稳定性,测试结果表明表面晶体粒径更加细小而均匀,在基体表面覆盖度更高,负载量更大,Sn/Ce摩尔比为10:1时最佳。(5)以优化制备的新型Nd掺杂Ti/SnO2-Sb2O5/PbO2电极为阳极、Sn-Ce-Sb/γ-Al2O3为粒子电极,构建了填充床电化学反应器。采用紫外扫描、FTIR、GC-MS等测试手段,提出了AOII的电催化氧化降解途径。从阳极催生·OH、粒子电极催生·OH、阳极与粒子电极共同催生·OH叁个方面提出了AOII电催化氧化机理。(本文来源于《中国矿业大学》期刊2014-12-01)

伍波,王立章,李鹏,高伟[3](2014)在《填充床电化学反应器处理甲基橙废水影响因素研究》一文中研究指出采用活性炭(AC)填充型电化学反应器模拟甲基橙废水进行实验研究,分析不同阳极类型对甲基橙废水色度和化学需氧量(COD)去除效率的影响.实验结果显示,PbO2/Ti阳极较RuO2/Ti、IrO2-Ta2O5/Ti阳极对甲基橙废水具有更好的脱色及COD降解效率,经150min电催化氧化,色度及COD去除率分别可达98.14%和54.22%.在此基础上,采用单因素实验方法,研究甲基橙初始浓度、电解质质量浓度及电流密度对甲基橙废水电催化氧化效率的影响,并计算不同电流密度下体系的电流效率(ACE)及能耗(Esp).结果表明,在甲基橙初始浓度200mg/L,电解质质量浓度3%,电流密度30A/m2时,色度及COD去除率最高达98.89%和55.28%,ACE最高为65.86%,能耗最低为COD:11.19kWh/kg.(本文来源于《河南师范大学学报(自然科学版)》期刊2014年06期)

田娟,王立章,李鹏,胡云龙[4](2013)在《填充床电化学反应器催化氧化法降解苯酚工艺条件的优化》一文中研究指出采用填充床电化学反应器,以Na2SO4为支持电解质,分别以IrO2-Ta2O5/Ti和PbO2/Ti为阳极,以Ti板为阴极催化氧化降解苯酚。考察了电流密度和进水流量对废水COD去除率、平均电流效率(ACE)和电耗(Esp)的影响。实验结果表明:PbO2/Ti阳极电催化氧化苯酚的效率高于IrO2-Ta2O5/Ti阳极,且PbO2/Ti阳极有更高的ACE和更低的Esp;在以PbO2/Ti为阳极、电流密度为100 A/m2、进水流量为0.8 L/h的条件下,COD去除率最高为90.59%,ACE较高,Esp较低。(本文来源于《化工环保》期刊2013年05期)

王立章[5](2009)在《填充床电化学反应器的基础研究》一文中研究指出填充床电化学技术是有效治理高盐分、高有机物浓度和高色度化工废水的可行途径;然而,反映床层流固耦合特征和有效预测有机污染物浓度变化规律模型的匮乏成为制约该工艺推广应用的主要瓶颈。本研究即以填充床电化学反应器为研究对象,着重描述动态运转条件下床层各点污染物浓度、电势、电流及反应速率的分布规律,以期为反应器工程设计提供合理的理论依据;同时,基于理论分析、数学建模、实验室实验和工程验证等手段主要获得如下成果:(1)提出了“复相控制”的新概念用于描述阳极处于扩散控制而粒子电极处于反应控制状态的过渡反应步骤,完善了填充床电化学反应器氧化有机物的反应历程。(2)基于法拉第定律,得出了适合于描述填充床电化学反应器电流效率的表达式;理论数值与实验数据具有较高的相关性。(3)基于床层反应控制、复相控制和扩散控制状态的综合表征,提出了电化学反应器氧化有机物的“阶段反应理论”。该理论利用极限电流密度与操作电流密度之间的关系界定有机物氧化反应控制步骤,探究各种控制步骤下的动力学特征,揭示有机物反应进程与操作条件、反应介质物化属性以及反应器构型之间的定量函数关系,为床层各点有机物浓度的分布规律预测提供了完整、充分而精确的理论依据。(4)建立了反应器通用能量模型。能够根据与废水性质相联系的特征参数K1、K2的数值得出最佳极板间距;也能够用于描述反应控制、复相控制以及扩散控制状态下的有机物氧化动力学行为。该模型结合“阶段反应理论”能够精确指导实际工程设计。(5)引入Poisson方程并结合“阶段反应理论”能够完整的对床层各点电势进行有效预测;实际工业废水的小试实验数据表明,理论数据与实测数值具有较高的相关性,床层电势、超电势、电流和反应速率具有可预知性;该结论可用于床层反应参数的优化与运营管理。(6)采用淀粉废水、助剂废水、DSD酸还原和氧化工段废水为实验对象,所得数据能够在床层浓度分布规律、电流效率和能耗方面与“阶段反应理论”预测数据一致;同时,应用“阶段反应理论”和通用能量模型用于甘氨酸生产废水处理设备的工程放大设计取得了与理论预测大致相同的出水效果。这均表明,本研究所建立的模式可作为填充床电化学反应器设计体系建立的基础。通过本研究不仅仅验证了填充床电化学反应器处理废水的广谱性,它能够作为常规废水的预处理措施提高可生化性,亦能作为高盐废水的终处理措施;结果表明,本工艺用于高盐废水处理更具竞争性。同时,理论的建立也为该工艺的普及、精确设计、操作管理、优化运行等提供了极大可能性。(本文来源于《中国矿业大学》期刊2009-06-01)

孙彦平,武宝亭,邱欧,许文林[6](1998)在《填充床鼓泡电化学反应器行为特性──Ⅱ.丙烯阳极直接氧化强非线性模型的逆算符方法求解》一文中研究指出利用逆算符方法(IOM)对所建立的填充床鼓泡电化学反应器的强非线性微分方程组进行了近似解析求解.利用该近似解析解,一方面可以直观地分析有关参数对反应器行为特性的影响;另一方面,与测量电极反应伏安特性曲线的实验方法相结合,可较方便地回归出非线性模型的参数值,并对模拟结果加以验证.(本文来源于《化工冶金》期刊1998年04期)

孙彦平,邱欧,许文林[7](1996)在《填充床鼓泡电化学反应器行为特性研究──Ⅰ.丙烯阳极直接氧化的数学模拟》一文中研究指出本文建立了填充床鼓泡电化学反应器的一维数模.该模型既考虑了反应动力学,也考虑了体系的基本传递特性.模拟结果可以描述床层的径向电势、电流和浓度分布.(本文来源于《化工冶金》期刊1996年04期)

许文林,孙彦平,王森[8](1994)在《填充床电化学反应器普遍化模型方程数值求解方法》一文中研究指出以有限差分法与正交配置法联用对填充床电化学反应器的模型方程进行了求解,结果表明该法是一种快速、有效地求解具有较为复杂的边界条件的偏微分方程的计算方法。(本文来源于《高校化学工程学报》期刊1994年01期)

填充床电化学反应器论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文以提高填充床电化学反应器电极材料的电催化氧化性能以及稳定性为主要目的,开展了新型钛基PbO2阳极、金属氧化物负载γ-Al2O3粒子电极的制备、改性、表征以及电催化氧化酸性橙II(AOII)性能的研究工作,探讨了AOII的降解途径和电催化氧化机理。主要研究内容和结果如下:(1)采用电沉积法制备了不同F-浓度掺杂的钛基PbO2电极。SEM、XRD测试结果表明,F-的掺杂有利于形成β-PbO2的四方体晶体结构、减小晶体颗粒尺寸,提高电极催化活性和稳定性;极化曲线、强化寿命、荧光光谱、循环伏安曲线、电化学阻抗、AOII降解、紫外光谱扫描等测试结果表明,掺杂量为0.04mol/L时最佳。(2)制备了SnO2-Sb2O5、IrO2-Ta2O5、RuO2-IrO2中间层涂层及相应的Ti/SnO2-Sb2O5/PbO2、Ti/IrO2-Ta2O5/PbO2、Ti/RuO2-IrO2/PbO2电极。SEM、XRD、XPS测试结果表明,中间层表面均被PbO2晶粒覆盖、呈现β-PbO2的四方体晶体结构、Pb均主要以Pb4+价态存在;极化曲线、强化寿命、荧光光谱、循环伏安曲线、电化学阻抗、AOII降解、紫外光谱扫描等测试结果表明,中间层可以提高电极稳定性,但同时结合电催化活性考虑,SnO2-Sb2O5作为中间层更为合适。(3)采用电沉积法制备了Bi、Ce、Co、Nd四种金属元素掺杂的Ti/SnO2-Sb2O5/PbO2电极。SEM、XRD、XPS测试结果表明,Nd掺杂后电极表面晶体颗粒大小及分布均匀、为β-PbO+2的四方体晶体结构、Nd主要以Nd3化学态的氧化物形式存在;极化曲线、强化寿命、荧光光谱、循环伏安曲线、电化学阻抗、AOII降解、紫外光谱扫描等测试结果表明,Nd掺杂制备的电极具有更高的电催化活性和稳定性,掺杂量为50:1时最佳。(4)采用浸渍热分解法制备了Cu、Mn、Pb、Sn等单组分金属氧化物以及Sn-Ce-Sb复合金属氧化物负载的γ-Al2O3粒子电极。SEM、EDS、AOII降解、紫外光谱扫描等测试结果表明,Sn/γ-Al2O3粒子电极对AOII催化活性高、稳定性好;Ce的掺杂有利于提高Sn/γ-Al2O3粒子电极的催化性能和稳定性,测试结果表明表面晶体粒径更加细小而均匀,在基体表面覆盖度更高,负载量更大,Sn/Ce摩尔比为10:1时最佳。(5)以优化制备的新型Nd掺杂Ti/SnO2-Sb2O5/PbO2电极为阳极、Sn-Ce-Sb/γ-Al2O3为粒子电极,构建了填充床电化学反应器。采用紫外扫描、FTIR、GC-MS等测试手段,提出了AOII的电催化氧化降解途径。从阳极催生·OH、粒子电极催生·OH、阳极与粒子电极共同催生·OH叁个方面提出了AOII电催化氧化机理。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

填充床电化学反应器论文参考文献

[1].王欢.填充床电化学生物反应器降解苯酚废水研究[D].沈阳建筑大学.2017

[2].乔启成.新型填充床电化学反应器电极材料制备、表征及对酸性橙II的催化氧化性能研究[D].中国矿业大学.2014

[3].伍波,王立章,李鹏,高伟.填充床电化学反应器处理甲基橙废水影响因素研究[J].河南师范大学学报(自然科学版).2014

[4].田娟,王立章,李鹏,胡云龙.填充床电化学反应器催化氧化法降解苯酚工艺条件的优化[J].化工环保.2013

[5].王立章.填充床电化学反应器的基础研究[D].中国矿业大学.2009

[6].孙彦平,武宝亭,邱欧,许文林.填充床鼓泡电化学反应器行为特性──Ⅱ.丙烯阳极直接氧化强非线性模型的逆算符方法求解[J].化工冶金.1998

[7].孙彦平,邱欧,许文林.填充床鼓泡电化学反应器行为特性研究──Ⅰ.丙烯阳极直接氧化的数学模拟[J].化工冶金.1996

[8].许文林,孙彦平,王森.填充床电化学反应器普遍化模型方程数值求解方法[J].高校化学工程学报.1994

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