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毕业论文网 > 开题报告 > 环境科学与工程类 > 水质科学与技术 > 正文

2,4-二硝基甲苯废水的电化学还原-氧化处理研究开题报告

 2020-05-15 22:00:39  

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

文 献 综 述

0引言#160;#160;

2,4-二硝基甲苯(2,4-dnt)是我国精细化工行业的一种重要中间体,在染料、塑料、医药、军工等行业中应用广泛[1]。2,4-二硝基甲苯在常用危险化学品分类[2]中被划分为第6.1类毒害品,能通过吸入、食入、经皮吸收三种途径侵入人体,对眼睛、呼吸道和皮肤有刺激作用,吸入人体可引起高铁血红蛋白白血病,严重时甚至能致人死亡,目前已被美国环保署(epa)列入优先控制污染物名录。含2,4-二硝基甲苯的废水广泛产生于2,4-dnt生产和精制过程以及炸药的生产过程,废水具有成分复杂、cod浓度高、可生化性差的特点,处理困难,研究含2,4-二硝基甲苯废水的处理方法对人类和环境意义重大。

#160;

1、硝基苯类废水常见处理方法及现状

1.1 吸附法

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1研究内容

本课题主要研究电化学还原氧化法处理2,4-二硝基甲苯废水的规律,讨论初始浓度、电解质种类、电解质浓度、初始pH值、电流密度和能耗等因素对2,4-二硝基甲苯去除效果的影响,并综合考虑能耗等因素找出电化学还原氧化法处理2,4-二硝基甲苯废水的最佳条件。2拟采用的研究手段

本实验以初始浓度、电解质种类、电解质浓度、初始pH值、电流密度和能耗五个因素进行单因素实验,用高效液相色谱法检测2,4-二硝基甲苯含量,并综合考虑能耗等因素确定最佳反应条件。

3实验设计

3.1实验试剂和仪器

主要试剂:2,4-DNT、NaCl、Na2CO3、硫酸、氢氧化钠溶液、甲醇

主要仪器:稳压直流电源、恒温磁力搅拌器、电子天平、烧杯、容量瓶、石墨电极、钌(铱)钛基涂层电极、pH计、滴管、针筒、0.45μm微孔滤膜、玻璃杯。

3.2分析方法

考虑到实验条件和本课题的需要,确定采用高效液相色谱法测定废水中2,4-二硝基甲苯含量。在实验开始前,配置已知2,4-二硝基甲苯浓度分别为2 mg/L、4 mg/L、6 mg/L、8 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、40 mg/L、60 mg/L、80mg/L的标准溶液,并根据高效液相色谱法测得的峰面积绘制成标准曲线。

3.3实验方法

称取一定量2,4-DNT配制成一定浓度的模拟2,4-DNT废水。

3.3.1 单因素实验

(1)初始浓度

分别配置500ml浓度分别为30mg/L、50mg/L、70mg/L的2,4-二硝基甲苯模拟废水,置于500ml烧杯中,加入0.085mol/L的无水Na2SO4支持电解,阳极用Ir、Ru涂层的钛电极,阴极用石墨电极,间距固定在2cm,电流密度10mA/cm2,初始pH调到7,通电后,每隔5min、15min、30min、60min、90min、120min、180min取样,用高效液相色谱法测定样品中2,4-二硝基甲苯浓度,研究初始浓度及反应时间对2,4-二硝基甲苯处理效果的影响。

#160;(2) 电解质种类

配置浓度为50 mg/L的2,4-二硝基甲苯模拟废水,分别取500ml于2个500ml烧杯中,阳极用Ir、Ru涂层的钛电极,阴极用石墨电极,间距固定在2cm,电流密度10mA/cm2,初始pH调到7,分别加入0.085mol/L的NaCl和无水Na2SO4,通电后,每隔5min、15min、30min、60min、90min、120min、180min取样,用高效液相色谱法测定样品中2,4-二硝基甲苯浓度,研究电解质种类对2,4-二硝基甲苯处理效果的影响,并确定最佳电解质为a。

(3) 电解质浓度

配置浓度为50 mg/L的2,4-二小基甲苯模拟废水,分别取500ml于3个500ml烧杯中,阳极用Ir、Ru涂层的钛电极,阴极用石墨电极,间距固定在2cm,电流密度10mA/cm2,初始pH调到7,分别加入0.085mol/L、0.050mol/L、0.015mol/L的电解质a,通电后,每隔5min、15min、30min、60min、90min、120min、180min取样,用高效液相色谱法测定样品中2,4-二硝基甲苯浓度,研究电解质浓度对2,4-二硝基甲苯处理效果的影响,并确定最佳电解质浓度为b mol/L。

#160;(4) 初始pH

配置浓度为50 mg/L的2,4-二小基甲苯模拟废水,分别取500ml于3个500ml烧杯中,阳极用Ir、Ru涂层的钛电极,阴极用石墨电极,间距固定在2cm,电流密度10mA/cm2,,加入之前确定的浓度为b mol/L的电解质a,用稀硫酸和氢氧化钠溶液分别将pH调成3,7,10,通电后,每隔5min、15min、30min、60min、90min、120min、180min取样,用高效液相色谱法测定样品中2,4-二硝基甲苯浓度,研究pH对2,4-二硝基甲苯处理效果的影响,确定最佳初始pH为c。

(5) 电流密度和能耗

配置浓度为50 mg/L的2,4-二小基甲苯模拟废水,分别取500ml于3个500ml烧杯中,阳极用Ir、Ru涂层的钛电极,阴极用石墨电极,间距固定在2cm,加入(2)、(3)中确定的浓度为b的电解质a, pH调成(4)中确定的最佳初始pH,电流分别设置成5mA/cm2、10 mA/cm2、15mA/cm2,通电后,每隔5min、15min、30min、60min、90min、120min、180min取样,并记录取样时的电压,用高效液相色谱法测定样品中2,4-二硝基甲苯浓度,研究电流密度对2,4-二硝基甲苯处理效果的影响。综合考虑能耗和2,4-二硝基甲苯去除率,找出电化学还原-氧化法处理2,4-二硝基甲苯废水的最佳条件。#160;

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