光催化耦合三维电化学反应器再生饱和活性炭研究

来源 :青岛理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guosl1987
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
活性炭(Activated Carbons,ACs)巨大的比表面积以及丰富的孔隙结构使其具有良好的吸附性能,能够极好的除臭、脱色和去除有机污染物等。ACs具有强大的吸附能力,但当达到吸附上限时,将无法继续发挥吸附作用,此时的ACs达到饱和,需对饱和的ACs进行处置。其中ACs的再生能够将饱和ACs吸附的污染物进行有效脱除,恢复其吸附能力,实现ACs的循环利用,因此对新型活性炭再生技术的开发满足绿色环保的发展理念。ACs再生包括吸附污染物的解吸和降解,在恢复ACs吸附能力的同时实现脱附污染物的降解是活性炭再生的最佳途径。本研究根据电化学再生以及光催化再生的特点,构建了光催化耦合三维电极反应器(Photocatalytic coupled three-dimensional electrode reactor,3D-PER),将光催化再生技术与电化学再生技术相结合,目的是达到在饱和活性炭再生的同时对脱附的污染杂质进行有效降解。本研究以3D-PER为再生反应器,系统研究了电化学再生、光催化再生和光电耦合再生技术对酚饱和活性炭的再生效率以及影响因素,讨论了不同影响因素的最佳范围,并通过再生前后ACs的物理化学性质变化,以及再生过程中溶液残留物质浓度,初步分析了3D-PER再生饱和活性炭的机理,主要结论如下:(1)电化学再生饱和活性炭的最佳工况为:再生时间24 h、电压强度8V、电解液种类及浓度为2%Na Cl、初始p H=11、循环流量为47 m L/min,此时活性炭的再生效率可达73.38%,循环再生4次后的再生效率仅有37.43%。(2)光催化再生饱和活性炭的最佳工况为:再生时间24 h、Na2SO4作再生溶液、再生溶液浓度为2%、初始p H=9、循环流量47 m L/min,活性炭的再生效率可达72.89%,循环再生4次后的再生效率为49.35%。(3)光电耦合再生饱和活性炭的最佳工况为:再生时间8 h、Na Cl作再生溶液、再生溶液浓度为1%、初始p H=7、循环流量47 m L/min,活性炭的再生效率可达76.54%,循环再生4次后的再生效率仍在70%以上。(4)相较于电化学和光催化这两种再生方式,光电耦合再生的再生效率更优,且再生后的再生溶液中残留苯酚含量和总有机碳(TOC)浓度最低,同时缩短了再生时间,使得再生时间由24 h缩短至8 h,电解质的浓度也降低,由2%降至1%,多次循环再生后的再生效率明显优于其他两种再生方式。(5)采用SEM、XRD、BET等对再生前后的活性炭进行表面形态和孔隙结构表征,分析结果表明,电化学和光催化多次循环再生后的活性炭表面积不足90 m2/g,尤其电化学再生后的活性炭表面强度下降,部分孔隙坍塌严重,光电耦合再生后的活性炭吸附性能恢复最好,多次循环再生后比表面积变化不大,内部孔隙结构坍塌不明显。
其他文献
厌氧发酵技术,作为一种成熟的固废能源化技术,因其成本较低、燃烧污染小等优势而被广泛使用。在厌氧发酵的过程中,污泥中的有机物质可以被生物转化为H2、短链脂肪酸(Short-chain fatty acids,SCFAs)和CH4等有机能源物质。其中,短链脂肪酸不仅可以作为一种优质碳源来增强生物营养物去除性能,又可以用于合成可降解型的生物塑料,还可以直接进入微生物电化学系统(Microbial ele
自工业化以来,传统汽车的普及导致化石燃料等不可再生能源接近枯竭,环境污染日趋严重。近年来节能减排政策上升到国家战略层面,绿色交通出行意识深入人心,汽车未来发展转向电动化和绿色化已是大势所趋。但受限于续驶里程有限、电池寿命短和初始成本高等不足,电动汽车的发展速度较为迟缓。制动能量回收技术通过合理的分配制动力减少系统热量衰退和损耗,回收车辆制动过程中的部分能量,提升车辆续驶里程。本文选择四轮毂电机驱动
在国家城镇化转型发展的背景下,绿道建设是我国绿色实践的重要路径之一,也是满足人们游憩需求的重要举措。“世界园艺博览会”、“宜居青岛”的创建为青岛市绿道建设提供了巨大的契机,与此同时青岛串联度和开放性不足的绿地系统、紧张的滨海空间资源也亟需引入绿道理念进行整合完善。本研究选取典型滨海岸线绿道——青岛西海岸新区“蓝湾绿道”为研究对象,主要目的是以主客观相结合的原则建立滨海岸线绿道的游憩舒适性指标体系,
随着化工行业的的发展,由重金属离子引起的水环境污染问题日益严重。因此安全、节能、高效地处理含铬废水已成为当前的研究热点与难点。与吸附法、离子交换法及电解法相比,TiO2具有成本低、结构及性能稳定、环境相容性好的优点而被广泛地用于水处理中。但普通TiO2存在禁带宽度大、激发条件苛刻的缺点导致它的应用被限制。因而需制备出一种以TiO2为基底的扩宽对光响应范围的光催化剂,从而有效处理含铬废水。本研究中采
轻质薄板结构广泛应用于车辆、轨道交通、电网设备以及航空航天等领域。如何在降低结构重量的同时,维持其优异的隔声性能是工程应用中的重要问题。目前的隔声理论大都将声场入射条件假设为平面波或扩散声场,而在实际应用中,很多场合声场入射条件可近似为点声源或面声源(如航空发动机引起的飞机座舱噪声问题),此时入射声波波阵面近似为球形或若干个球形声波的叠加。球面波入射条件下薄板结构隔声特性与平面波入射有显著区别。因
学位
工业遗产自上世纪50年代开始逐渐受到关注,城市的高速发展使得传统工业面临经济结构的转变,新兴产业的增加致使传统工业受到冲击。英国率先提出“工业考古学”这一概念,工业考古运动也随之展开。在这一工作的进行过程中,工业遗产的价值被不断挖掘,其理论层面的研究不断丰富,工业遗产所包含的内容也不断延伸扩大,针对工业遗产的价值评价体系和相关法律规定在西方国家逐渐完善。我国针对工业遗产的研究起步较晚,但在近些年里
镍基高温合金材料具有良好的耐热性与抗腐蚀性,抗疲劳强度高等优点,是目前应用最广泛的航空发动机涡轮叶片材料。目前航空发动机涡轮叶片主要采用镍基高温合金材料和气膜冷却技术来提高涡轮叶片的耐高温性能,保证其在高温高压环境中持续可靠工作。基于传统的激光加工气膜孔技术存在重铸层、微裂纹等缺陷,本文提出一种新型的超声辅助激光化学复合加工技术。这种新型复合加工技术兼具了激光化学复合加工与超声辅助激光加工的优点:
随着社会结构改变、科技不断进步、城市迅速扩张、资源枯竭、对环境愈发重视等现象的出现,“从蒸汽机为代表的工业化跨越到计算机技术为代表的信息化,从简陋的工业文明跨越到精致的后工业文明,从嘈杂的城市化文明跨入清新的城市世界”,其本质上体现出深层次问题,即原本的工业生产活动用地开始被不断扩张的城市所包围,生产过程中产生的废弃物对城市环境破坏愈加严重,部分工厂企业开始向外搬迁,也有部分产业随着科技发展有些逐
操作系统(OS)识别工具对于渗透测试的侦察阶段至关重要。传统上的操作系统识别是使用基于指纹数据库的主动或被动工具进行的操作系统识别,鲜有专注于使用机器学习技术进行的识别方法。同时,这些工具多适用于IPv4网络,随着IPv6网络的发展,亟需一种适用于IPv6网络的操作系统识别工具或方法。本论文采用了两种方法来提供准确的操作系统识别,一种是具有独特投票系统的基于神经网络集成的方法,该方法使用了一种多层