活性炭纤维/泡沫镍阴极的电化学工艺除藻效能

活性炭纤维/泡沫镍阴极的电化学工艺除藻效能

论文摘要

蓝藻爆发问题长期严重影响饮用水安全,为此,发展有效的技术控制和减少藻类的繁殖尤为迫切.以钛基铂电极(Pt/Ti)为阳极,活性炭纤维/泡沫镍电极(ACF/Ni)为阴极,通过考察阴极材料(ACF/Ni和不锈钢)、铁投加浓度及价态对电化学除藻的影响,探究Pt/Ti-ACF/Ni-Fe2+电化学体系对藻类的去除效果和机制.结果表明,当Fe2+投加浓度为0.05 mmol/L、电流密度为50 mA/cm2、极板间距为1.0 cm、初始pH为6.0、初始藻细胞密度为1.2×109~1.4×109个/L时,电化学处理15 min,藻细胞的去除率为93%.基于对各实验中铁离子浓度、H2O2浓度及pH的分析,·OH的间接检测,ACF的红外光谱分析,藻细胞和ACF/Ni的电镜扫描以及ACF的比表面积分析,探究Pt/Ti-ACF/Ni-Fe2+电化学体系的除藻机理.在Pt/Ti-ACF/Ni-Fe2+电化学除藻体系中,H2O2通过电化学还原在ACF/Ni阴极表面高效产生,反应过程中产生固相铁附着于ACF表面并发生Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ)的反应,同时产生羟基自由基,电化学除藻的主要机理是均相电Fenton和非均相电Fenton反应.

论文目录

  • 1 实 验
  •   1.1 实验装置及实验方法
  •   1.2 分析方法
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 Pt/Ti-ACF/Ni-Fe2+电化学体系除藻效果
  •     2.1.1 阴极材料对H2O2生成量的影响
  •     2.1.2 除藻过程中铁和pH的变化
  •   2.2 铁初始价态对除藻效果的影响
  •   2.3 铁初始浓度对除藻效果的影响
  •   2.4 羟基自由基对除藻效果的影响
  •   2.5 藻细胞及阴极材料表征
  •     2.5.1 藻细胞形态的变化
  •     2.5.2 阴极材料形态的变化
  •     2.5.3 ACF比表面积分析
  •     2.5.4 ACF红外光谱分析
  • 3 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 向平,连慧兰,王韬,江雨竹,薛英浩

    关键词: 活性炭纤维电极,电化学,过氧化氢,去除率

    来源: 哈尔滨工业大学学报 2019年08期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

    专业: 环境科学与资源利用

    单位: 三峡库区生态环境教育部重点实验室(重庆大学)

    基金: “十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAJ25B06-001)

    分类号: X52

    页码: 46-53

    总页数: 8

    文件大小: 2257K

    下载量: 284

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