Fe/C-Pd-Cu微电解系统还原去除水中溶解性硝酸盐的研究

发布时间：2025-05-29 04:23

　　近些年来,农业中杀虫剂与化肥的大量使用与工业不断排放的化学、非化学污染物严重影响了自然水体,导致可饮用淡水的比例大幅度下降,水质净化的全球环境技术市场迅速发展。硝酸盐是广泛存在于地表水与地下水的污染物,经济、高效去除水中溶解性硝酸盐的处理技术对生态环境具有重要现实意义。在众多处理方法中,低成本、易操作的Fe/C铁碳微电解技术吸引了大量注意力。在微电解反应过程中,硝酸盐氮首先被吸附在炭的表面,通过铁炭颗粒的碰撞产生微电池反应进行电子传递而被还原去除。市场上的普通活性炭吸附能力较差,无法高效将溶解性硝酸盐快速转移至炭表面,且在不添加催化剂的情况下,铁碳微电解氨氮选择性高,氮气转化率低下,因而限制了硝酸盐在微电解反应中的去除效果。本研究将零价还原铁粉与负载钯铜双金属催化剂的虾壳活性生物炭相结合,构成Fe/C-Pd-Cu微电解系统,研究其对水中溶解性硝酸盐与总氮的去除效果,选用Zn Cl₂对虾壳生物炭进行活化,增强生物炭的吸附性能,提高电子转移效率,促进硝酸盐的还原与总氮的降低,并在生物活性炭上负载钯铜双金属催化剂以提高铁碳微电解系统对N₂的选择性。本...

【文章页数】：108 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 水中硝酸盐去除技术研究进展
        1.1.2 生物活性炭吸附的研究进展
        1.1.3 铁碳微电解技术研究进展
        1.1.4 金属催化技术研究进展
    1.2 课题研究意义、内容及技术路线
        1.2.1 研究意义
        1.2.2 研究内容
        1.2.3 技术路线
2 实验材料与方法
    2.1 实验材料与装置
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验装置
    2.2 分析测试方法
        2.2.1 各类含氮指标分析
        2.2.2 材料特性表征
    2.3 实验方法
3 虾壳基生物活性炭的性质与脱氮性质研究
    3.1 引言
    3.2 虾壳基生物活性炭活化前后特性表征
        3.2.1 比表面积及孔结构测定
        3.2.2 表面形貌分析
        3.2.3 表面官能团分析
        3.2.4 XRD分析
    3.3 活化条件对虾壳基生物炭吸附水中硝酸盐的影响
    3.4 吸附动力学
    3.5 吸附等温线
    3.6 虾壳基生物炭投加量对硝酸盐吸附的影响
    3.7 溶液pH值对硝酸盐吸附的影响
    3.8 共存阴离子对硝酸盐吸附的影响
    3.9 小结
4 Fe/C微电解去除硝酸盐作用及影响因素研究
    4.1 引言
    4.2 Fe/C-600-1投加比例的影响
    4.3 Fe/C-600-1投加总量的影响
    4.4 溶液pH值的影响
    4.5 溶液DO值的影响
    4.6 溶液共存阴离子的影响
    4.7 铁炭协同效应分析
        4.7.1 Fe/C系统去除硝酸盐动力学研究
    4.8 小结
5 Fe/C-Pd-Cu微电解去除硝酸盐作用及影响因素研究
    5.1 引言
    5.2 钯铜比对硝酸盐去除率的影响
    5.3 溶液pH值的影响
    5.4 溶液DO值的影响
    5.5 溶液共存阴离子的影响
    5.6 溶液硝酸盐初始浓度的影响
    5.7 Fe/C-Pd-Cu微电解系统选择性分析
    5.8 小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 研究展望
参考文献
附录
    A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
    B.作者在攻读学位期间取得的科研成果目录
    C.学位论文数据集
致谢



本文编号：4048721