Cu/Ni-EDTA络合物的光电氧化破络合及阴极回收重金属研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenhuiww060606
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
重金属污染问题日益严重,重金属离子易于有机络合剂形成重金属络合物,常规的水处理方法难以对其进行有效去除。本文针对水中的重金属络合物,旨在探索一种能够有效处理重金属络合物并能回收重金属的方法。   本文采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/Ti光催化薄膜电极,以制备的电极为阳极,利用光电催化氧化方法氧化降解Cu/Ni-EDTA络合物;同时,利用阴极的电还原作用对释放出来的重金属离子进行电沉积回收。深入分析光电氧化及电还原过程与机制。在此基础上,建立了连续流处理装置,对技术可行性进行了分析。   以Cu-EDTA为目标污染物,分别研究了光催化(PC),电化学(EO),光电催化氧化(PEC)对Cu-EDTA的降解效果。结果表明,反应时间为3h,EO和PC对Cu-EDTA的去除率仅为43%和15%,对Cu2+的回收率为33%和10%;而PEC对Cu-EDTA的去除率和Cu2+的回收率为72%和67%。结果说明PEC呈现出较好的效果,光催化和电化学发生协同效应。Cu-EDTA的去除率和Cu2+的回收率复合假一级动力学模型。Ca2+强烈的促进了Cu-EDTA的去除和Cu2+的回收。检测的中间产物包括Cu-NTA,Cu-EDDA,乙酸,甲酸,草酸;基于上述产物推测了PEC降解Cu-EDTA的降解路径。证明了阳极主要通过羟基自由基实现Cu-EDTA的破络合,借助XPS分析了阴极Cu2+的还原过程。   EDTA可以和Ni形成稳定的络合物,使用以TiO2/Ti薄膜电极为阳极的光电组合技术处理Ni-EDTA,实现Ni-EDTA的去除和Ni2+的回收。比较了PEC和EO,PC处理Ni-EDTA的效果:在60min时,EO和PC对Ni-EDTA的去除率为5%和15%,PEC可达到75%;反应时间达到3h时,PC和EO的去除率分别为21%和18%,而PEC可达90%;与此同时,Ni的回收率PEC为45%,而EO和PEC仅为21%和5%。借助SEM和XPS分析了Ni在阴极的还原过程。随着电流密度的提高Ni-EDTA的去除率和Ni的回收率提高,酸性pH有利于Ni-EDTA的降解和Ni的回收。使用高效液相色谱检测出产物包括:草氨酸,草酸,乙酸,甲酸,羟基乙酸,氨基乙酸,含氮物质包括氨氮和硝酸根。毛细管电泳法测定中间产物包括EDTA,Ni-NTA,Ni-IDA;基于上述产物提出了Ni-EDTA的降解路径。   使用TiO2/Ti网状电极建立了PEC过程的连续流反应体系,连续流考察的参数主要包括电流密度,pH,反应物初始浓度,水力停留时间等参数。主要以Cu-EDTA为目标污染物,研究了连续流装置对Cu-EDTA的去除效果和Cu2+的回收效果,确定了PEC连续流处理Cu-EDTA的最佳反应参数为pH3.5,电流密度1.13A/m2,HRT为1h,初始浓度0.1mM,上述条件下PEC连续流装置可以实现Cu-EDTA去除率85%,Cu的回收率80%;此外,考察了连续流装置对多种金属EDTA络合物的去除效果;分析了PEC过程的能耗,探讨了实际应用的可能性。PEC连续流装置具有较好的稳定性。未来应在优化紫外灯功率,降低能耗以及扩大反应器规模等方面开展工作。
其他文献
期刊
期刊
新华日报由于事业发展的需要,向社会公开招聘编辑、记者和经营管理工作人员。一九八四年十一月二十八日至十二月二日,是人才招聘的报名阶段,广大中青年报名十分踊跃。这里刊
期刊
期刊
期刊
中国是水资源短缺和水污染严重的国家之一.随着中国胜利、大庆、辽河等各大油田相继进入三次采油阶段,油田污水产生量不断增加.三次采油阶段的污水不但产生量非常大,而且具有
浙江省建德市梅城镇东湖村,是一个远近闻名的蔬菜生产基地村.过去东湖村叫“蔬菜大队”,一个县级蔬菜研究所就设在该村,常年帮助附近农民解决蔬菜生产中的技术问题.村里的150
2009年5月7日~5月15日,对椒江口海区水体中可培养异养细菌、有机磷细菌、无机磷细菌、反硝化细菌和氨化细菌的数量进行调查,分析上述各微生物类群的空间分布特征,并探讨5类细
多氯联苯(PCBs)是环境中典型的持久性有机污染物(POPs)。因其具有生物毒性、生物富集性、环境持久性并且可以在全球范围内进行长距离传输等特征被人们广泛关注。近年来PCBs在