摘要: 在环境污染日益严重、自然资源濒临枯竭的今天，研究开发出新型节能降耗的环保处理技术具有重要意义。在众多污水处理技术中，电化学技术由于具有处理效果好、能量效率高、占地面积小、无二次污染、环境友好性等优点而备受关注，研究者们为此展开了大... 展开 在环境污染日益严重、自然资源濒临枯竭的今天，研究开发出新型节能降耗的环保处理技术具有重要意义。在众多污水处理技术中，电化学技术由于具有处理效果好、能量效率高、占地面积小、无二次污染、环境友好性等优点而备受关注，研究者们为此展开了大量的研究工作。经过一百多年的发展，电化学法无论在技术理论上还是在实际应用中均已比较成熟。处于电化学技术中核心地位的阳极材料在历经了金属电极、碳素电极、金属氧化物电极和金刚石膜电极的发展后，逐渐发展到了碳纳米管电极。由于碳纳米管集优异的力学性能、导电性能、传热性能、储氢性能以及吸附性能等于一体，其成为了节能降耗背景下的新型阳极材料。 在排放量与日俱增的工业废水中，印染废水便占有相当大的比例，该类废水成分复杂、色泽很深、毒性较大、具有偶氮结构而非常稳定，因此难以降解。甲基橙，是典型的偶氮染料，对其进行降解实验研究具有普遍的参考价值。过去，研究者们采用了吸附法、絮凝法、光催化法、生物法等处理甲基橙废水，但都存在着这样那样的问题。 本论文中，对多种碳纳米管材料进行了纯化、表面化学表征（包括SEM、TEM、FT-IR、XPS等）;以碳纳米管制备的膜电极为阳极，组建了传质效率更高的新型板框式电化学过滤器，并对这些膜电极进行了电化学性能测试（包括循环伏安、交流阻抗等）;以含甲基橙的模拟染料废水为目标物，进行了电化学降解实验研究，依次考察了碳纳米管材料（包括不同管径、掺杂元素、官能团的碳纳米管）、进水条件（包括进水污染物浓度、pH、支持电解质浓度等）以及操作条件（包括反应温度、所加电位等）对降解效果的影响。 实验研究发现，碳纳米管具有多孔的结构，长径比大;由其制备的膜电极内阻小、循环伏安测试时有稳定明显的氧化还原峰;对碳纳米管材料、进水条件以及操作条件参数优化，结果发现:以CNT(OD:17nm)制备的膜电极为阳极，以含10mM支持电解质硫酸钠的100μM弱酸性甲基橙或亚甲基蓝模拟染料废水为进水，在温度为25℃、所加电位0.4V-1.2V的条件下，甲基橙和亚甲基蓝的去除率均可达到90％以上，所对应的电压低于3V，反应时间不足1min，大大降低了电化学降解过程的能耗。 收起