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蒽醌染料及溴氨酸在ACF上的电化学脱色

张鹏  
【摘要】:蒽醌染料作为第二大类染料,应用广泛,其相较于第一大类的偶氮染料结构稳定,难于降解,一直是染料废水处理中的难点。溴氨酸是染料生产的中间体,主要用于合成蒽醌染料,由于其水溶性强及结构稳定等特点,也使其难于用一般方法处理。为了解决有机染料对环境的污染,人们采用不同的方法与技术对含有染料的废水进行了各种处理途径的尝试,并取得了一定的进展。电化学水处理方法作为一种环境友好技术,由于效率高、不产生二次污染等特点,已成为一类具有竞争力的染料废水处理方法。 目前,电化学方法处理染料废水的研究多数是在给定槽压或恒流供电方式下,而在恒电位或恒电流模式下,电极电位或电流密度对染料脱色行为影响的研究鲜有报道。本论文以考察电极电位和电流密度如何影响蒽醌染料及其中间体在ACF上电化学脱色行为为目的,采用由阳离子交换膜分隔的双室电解槽,以ACF为工作电极(阳极或阴极),在恒电位和恒电流模式下,考察了电极电位和电流密度对蒽醌染料中间体溴氨酸电化学脱色行为以及电流密度对蒽醌染料活性艳蓝KN-R电化学脱色行为的影响。并且在恒电流模式下,比较了活性艳蓝KN-R及其中间体溴氨酸的红外光谱图,得出了蒽醌染料基本的脱色机理。 研究结果表明本实验模式可成功地完成电极电位和电流密度对蒽醌染料中间体溴氨酸在ACF上电化学脱色行为以及电流密度对蒽醌染料活性艳蓝KN-R在ACF上电化学脱色影响的研究。实验条件下(pH=6.4),恒电位模式下,当电位为0V~-2.0V时,电吸附是溴氨酸在ACF上脱色的主要原因;当电位为0V~2.2V时,溴氨酸在ACF上的吸附受到抑制,且电位越高这种抑制作用越强。恒电流模式下,当阴极电流密度为-0.5~-8mA·cm~(-2)时,溴氨酸脱色的主要原因是其在ACF上的电吸附,活性艳蓝KN-R脱色的主要原因也是其在ACF上的电吸附;当阳极电流密度为为0.25~12.5mA·cm~(-2)时,溴氨酸在ACF上的吸附脱色受到抑制,且电流密度越大这种抑制作用越强,而活性艳蓝KN-R主要是电氧化导致脱色。对实验结果进行动力学拟合,表明活性艳蓝KN-R及其中间体溴氨酸在ACF上的阴极极化和阳极极化脱色过程均遵循准一级反应动力学。


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