钯修饰泡沫镍电极处理水中多氯联苯的电化学脱氯性能及操作变量对脱氯过程的影响复习过程

钯修饰泡沫镍电极处理水中多氯联苯的电化学脱氯性能及操作变量对脱氯过程的影响目录23日本米糠油事件1968年3月，日本的九州、四国等地区的几十万只鸡突然死亡。经调查，发现是饲料中毒，但因当时没有弄清毒物的来源，也就没有对此进行追究。然而，事情并没有就此完结，当年6－10月，有4家人因患原因不明的皮肤病到九州大学附属医院就诊，患者初期症状为痤疮样皮疹，指甲发黑，皮肤色素沉着，眼结膜充血等。此后3个月内，又确诊了112个家庭325名患者，之后在全国各地仍不断出现。至1977年，因此病死亡人数达数余人，1978年，确诊患者累计达1684人。4多氯联苯理化性质以及危害多氯联苯呈无色或淡黄色的油状液体，熔沸点高，有强烈气味，水溶性低，亲脂性强，多氯联苯的理化性质较为稳定。多氯联苯急性毒性较低，主要表现为亚急性或慢性毒性，对人体内分泌系统、生殖系统、胃肠系统、神经系统、和免疫系统的病变甚至癌变具有诱导作用。5存在形式土壤水体大气底泥6常用处理技术电化学脱氯法填埋萃取原位玻化金属还原法硫化还原法光化学降解法高能磨铣法焚烧蒸馏-过氧化法氧化氯解法氢化法好氧生物降解厌氧生物还原脱氯连续厌氧-好氧生物降解物理法化学法生物法电催化加氢法7电催化加氢法

反应机理H2O+e-+M=HadsM+OH-(Volmer反应)(1)R-Cl+M=(R-Cl)adsM

(2)(R-Cl)adsM+2HadsM=(R-H)adsM+HCl(加氢脱氯)

(3)(R-H)adsM=R-H+M

(4)

HadsM+HadsM=H2+2M(Tafel反应)

(5)HadsM+H2O+e-=H2+M+OH-(Heyrovský反应)

(6)析氢副反应8电催化加氢法钯修饰泡沫镍电极催化剂Pd不锈钢电极910实验装置

电化学脱氯实验装置图

低温恒温槽磁力搅拌器废液槽数字万用表蠕动泵原液槽直流稳压电源11电极制备Nifoam置于丙酮中丙酮超声，20min去离子水洗净10%稀HCl静置，20min去离子水洗净PdCl2溶液振荡，24小时Pd/Nifoam去离子水洗净12因素水平正交实验13温

度温度对4,4‘-DCBP电化学脱氯反应影响初始浓度0.0118mmolL-1

，电流密度0.4mgcm-2，Pd载量0.5mgcm-2298K30min时40.7%303K30min时86.4

%308K30min时91.5

%313K30min时94.9

%14

4,4'-DCBP初始浓度

4,4'-DCBP初始浓度对其电化学脱氯反应的影响温度308K，电流密度0.4mgcm-2，Pd载量0.5mgcm-20.0205mmolL-1

30min时82.3%0.0118mmolL-1

30min时82.3%0.0412mmolL-1

30min时81.5%0.0752mmolL-1

30min时80.1%15钯载量

Pd载量对4,4'-DCBP电化学脱氯反应的影响初始浓度0.0118mmolL-1

，电流密度0.4mgcm-2，温度308K0.05mgcm-2

60min时39.0%0.2mgcm-260min时78.8%0.4mgcm-260min时94.9%0.5mgcm-260min时96.6%16电流密度对4,4'-DCBP电化学脱氯反应的影响初始浓度0.0118mmolL-1

，温度308K，Pd载量0.5mgcm-2电流密度

1.0mAcm-260min时68.6%3.0mAcm-260min时96.5%4.0mAcm-260min时96.6%10.0mAcm-260min时98.6%1718实验结果RunC4,4'-DCBP,0(mmol

L-1)M(mgcm-2)J(mAcm-2)T(K)脱氯效率10.01180.504.029871.8%20.01180.504.030390.8%30.01180.504.030896.6%40.01180.504.031397.8%50.01180.504.030896.6%60.02050.504.030897.5%70.04120.504.030897.1%80.07520.504.030897.0%90.01180.054.030839.0%100.01180.204.030878.7%110.01180.404.030894.9%120.01180.504.030896.6%130.01180.501.030868.8%140.01180.503.030896.5%150.01180.504.030896.6%160.01180.5010.030898.6%初始浓度Pd载量电流密度温度19碳平衡4,4'-DCBP还原量与BP产生量之间的碳平衡关系图15%左右的碳损失主要是由有机物在电极表面及反应器玻璃壁上的不可逆吸附造成的。2021实验结论1.本实验由化学沉积法制备的Pd/Nifoam电极表现出较好的脱氯性能，运用电催化加氢法在一定操作条件下，反应60min后脱氯效率基本能达到90%以上。2.各个操作变量对4,4'-DCBP的脱氯反应速率都有不同程度的影响。其中，Pd载量、电流密度和反应温度的影响较大，脱氯效率随上述条件强度的增大而加快；由于脱氯过程受化学反应控制，反应物初始浓度对其反应速率的影响甚小，可以忽略。22实验结论1.本实验由化学沉积法制备的Pd/Nifoam电极表现出较好的脱氯性能，运用电催化加氢法在一定操作条件下，反应60min后脱氯效率基本能达到90%以上。2.各个操作变量对4,4'-DCBP的脱氯反应速率都有不同程度的影响。其中，Pd载量、电流密度和反应温度的影响较大，脱氯效率随上述条件强度的增大而加快；由于脱氯过程受化学反应控制，反应物初始浓度对其反应速率的影响甚小，可以忽略。23总结与展望1.电极各个方面的性能还不是很理想，稳定性和重复性较差、寿命较短、电流效率低。此外，电极制备技术比较复杂。因此，研发新型耐用的电极、简化制备工艺是未来研究的重点。2.反应体系存在一定缺陷，电极表面对污染物的吸附作用仍是本研究始终未解决的问题；反应器设计还不够精细，各项参数与理想反应器的标准仍有很大差距。3.操作变量的类型及范围的选取还比较宽泛，有待进一步细化。24总结与展望1.电极各个方面的性能还不是很理想，稳定性和重复性较差、寿命较短、电流效率低。此外，电极制备技术比较复杂。因此，研发新型耐用的电极、简化制备工艺是未来研究的重点。2.反应体系存在一定缺陷，电极表面对污染物的吸附作用仍是本研究始终未解决的问题；反应器设计还不够精细，各项参数与理想反应器的标准仍有很大差距。3.操作变量的类型及范围的选取还比较宽泛，有待进一步细化。25总结与展望1.电极各个方面的性能还不是很理想，稳定性和重复性较差、寿命较短、电流效率低。此外，电极制备技术比较复杂。因此，研发新型耐用的电极、