论文总字数：18461字

摘 要

本实验采用自制的简易装置，以光伏太阳能提供电能，并以石墨片为电极处理硝基苯模拟废水。用高效液相色谱仪测定硝基苯的含量，并根据硝基苯的去除效果和苯胺的生成和降解效果研究影响硝基苯降解的因素。实验所选取的电解质为Na₂SO₄，研究了电极材料，电流密度，电解质浓度，pH和硝基苯初始浓度对硝基苯去除效果的影响。同时，计算各电解质浓度和电流密度下的能耗，综合比较去除率与能耗，确定优化条件。实验结果表明，电流密度要适中，太高太低都不利于硝基苯的降解。电解质浓度和pH对硝基苯的去除效果的影响不是太大，但电解质浓度对能耗的影响较大，电解质浓度越高能耗越低。硝基苯的初始浓度越低，硝基苯的最后去除率越高。

当硝基苯模拟废水的初始浓度为100mg/L时，初步获得电化学还原硝基苯的优化条件：Na₂SO₄浓度为0.03mol/L，电解时间为1.5h，电流密度为15mA/cm²，pH≈7（中性），在该条件下硝基苯的最终去除率达到93.1%，溶液中的硝基苯基本被降解，而且还原生成的苯胺最后大部分被直接氧化。通过研究电化学还原去除硝基苯的工艺条件以及影响规律，可以为电化学处理硝基苯实际废水提供实验依据。

关键词：电化学还原 硝基苯 废水处理

Study on the Process Conditions of the Electrochemical Reduction of the Nitrobenzene by the Driving of the Photovoltaic (PV)

Abstract

Electrochemical method is utilized to treat wastewater of nitrobenzene in this paper. A simple electrochemical reactor with photovoltaic solar power is set up with graphite sheet as electrodes. The HPLC(high performance liquid chromatograph) is used to determine the content of nitrobenzene. Studying the influencing factors of nitrobenzene degradation according to the removal efficiency of nitrobenzene and aniline production and effect. The Na₂SO₄ is elected for electrolyte. The electrode materials, the current density, electrolyte concentration, pH and initial concentration of nitrobenzene are related to the removal of the nitrobenzene. At the same time, energy consumption in different environment of electrolyte concentration and current density are calculated. Then the best optimal conditions are elected by comparing removal rate and energy consumption comprehensively. The experimental results show that the current density needs to be moderate. Otherwise, it is disadvantageous for the degradation of nitrobenzene. The electrolyte concentration and pH have tiny influence on the removal effect of nitrobenzene, but electrolyte concentration has big influence on the energy consumption. The lower the initial concentration of nitrobenzene, the higher the final removal rate of nitrobenzene.

The optimization condition of electrochemical reduction of nitrobenzene is got when concentration of simulated wastewater is 100 mg/L, the concentration of Na₂SO₄ is 0.03 mol/L, the electrolytic time is 1.5 h, current density of 15mA/cm²,and pH is approximately equal to 7 (neutral). The nitrobenzene ultimate removal rate reached 93.1%. The nitrobenzene in solution is almost completely degraded, and most of aniline generated by nitrobenzene reduction is directly oxidized. By studying the process conditions and its influence law of electrochemical reduction of the nitrobenzene, it contributes to practical application of electrochemical removal for organic matter containing nitrobenzene wastewater.

Keywords: Electrochemical reduction; nitrobenzene; wastewater treatment

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1前言 1

1.2硝基苯的物理性质和化学性质 1

1.3电化学处理硝基苯废水的一般方法及现状 2

1.3.1电化学氧化法 2

1.3.2 内解法 3

1.3.3 电解法 3

1.4影响电化学还原硝基苯废水的因素 4

1.4.1 电极材料 4

1.4.2 电流密度 4

1.4.3 pH 4

1.4.4 反应时间 5

1.4.5电解质的影响 5

1.4.6搅拌速度 5

1.5 光伏发电 5

1.5.1光伏组件的构成以及发电原理 5

1.5.2 光伏发电的影响因素以及光伏组件的安装 6

1.6发展及展望 6

第二章 实验部分 8

2.1 主要试剂、仪器 8

2.1.1试剂 8

2.1.2仪器 8

2.1.3装置（示意图） 8

2.2 实验步骤 9

2.2.1标准曲线的绘制 9

2.2.2 模拟水样的测定 9

2.3 分析方法 11

2.3.1 硝基苯含量的测定 11

第三章 实验结果与分析 12

3.1 实验现象 12

3.2 实验结果分析 12

3.2.1标准曲线 12

3.2.2电极材料对降解率的影响分析 13

3.2.3 电流密度对硝基苯去除效果的影响 14

3.2.4 pH对硝基苯去除效果的影响 15

3.2.5 电解质（Na₂SO₄）浓度对硝基苯去除效果的影响 16

3.2.6 初始浓度对去除效果的影响 16

3.3 能耗分析 18

第四章 总结与展望 20

4.1 总结 20

4.2 展望 20

参考文献 22

致谢 24

第一章 绪论

1.1前言

硝基苯作为一种重要的化工原料，主要用于生产苯胺。而硝基苯废水主要产生于染料、军工、医药、农药等行业。据统计，全世界每年排入环境中的硝基苯的量在10000t左右。而硝基苯是一种剧毒物质，对人体具有“三致”作用，但由于其分子结构稳定，所以在一般的条件下很难被降解，现在很多处理方法都是想办法先将硝基破坏之后再进一步处理。对于硝基苯废水的处理方法主要有物化法（包括吸附法、溶剂萃取法等）、化学法（均相催化氧化技术、光催化氧化技术、多项催化氧化技术等）、生物法等^[1-2]。虽然有很多方法可以降解硝基苯废水，但目前还没有一个既经济又高效的处理技术。

请支付后下载全文，论文总字数：18461字