电(类)Fenton体系阴极材料的研究进展

电Fenton是一种新型的电化学高级氧化技术,其阴极室区在通电时可催化还原溶解O2原位产生H2O2或转化为.OH,并促进对有机污染物的降解,从而提高了传统Fenton(H2O2/Fe2+)体系的催化氧化效率.电(类)Fenton体系中理想的阴极材料须具备两方面的特点:有较大比表面积,以增大氧气向阴极表面传质和接触面积;电极要对O2还原为H2O2具有良好的催化活性,并对H+还原为H2时高的过电位具有抑制作用.因此,开发合适阴极材料是电(类)Fenton体系的研究重点.本文概述了电(类)Fenton高级氧化技术基本原理及研究进展,重点阐述了电(类)Fenton阴极材料的电催化特性和最新研究现状,并对其当前研究趋势进行了归纳,引用文献45篇.

负载型三维电极-电Fenton法处理活性艳橙X-GN废水

三维电极-电Fenton法是一种在电Fenton的基础上引入三维电极电催化技术的新型高级氧化法,在水处理中得到了广泛的应用。用过量浸渍煅烧法制备负载型三维电极,以采用该电极的三维电极-Fenton法处理活性艳橙X-GN废水。通过试验研究了pH、电压、Na_(2)SO_(4)投加量、Fe^(2+)投加量对处理效果的影响,并采用响应曲面法最优化实验条件。结果表明,当试验pH=4.7,电压为20.39 V,Na_(2)SO_(4)投加量为2.13 g/L,Fe^(2+)投加量为2.5 mmol/L时,COD和色度去除率可以达到85.41%和92.18%。负载型三维电极-电Fenton法对活性艳橙X-GN废水的色度和COD均具有较理想的处理效果。

泡沫镍和泡沫铜阴极电类Fenton氧化降解对硝基酚的比较

选用两种常见的泡沫金属材料——泡沫镍(NF)和泡沫铜(CF)作为电类Fenton氧化体系的阴极,分别从电极的形貌、结构、电类Fenton氧化降解对硝基酚(p-NP)和稳定性能等方面进行了比较分析。结果表明,NF和CF均为三维多孔网络结构,CF电极表面有少量铜氧化物颗粒沉积;NF和CF阴极均能催化O_2原位两电子还原产H_2O_2,当阴极电位为-0.9V,180min时H2O_2的累积质量浓度达最大值,分别为64.2mg/L和56.5mg/L,电流效率分别为14.1%和14.3%;NF和CF阴极可拓宽电类Fenton氧化法的pH适用范围,在不调节电解液初始pH条件下p-NP均有较好的降解效果,当阴极电位为-0.9V,180min时p-NP去除率分别为72.9%和80.7%,反应过程均符合一级动力学模型,CF电极体系p-NP的降解速率高于其在NF电极体系中的降解速率;NF电极相对CF电极的稳定性较好,重复使用8次后,p-NP去除率和电极形貌均没有明显变化,但仍有少量的镍离子溶出。

MnO_2@Graphite电极类电Fenton降解有毒有机污染物

制备了二氧化锰复合石墨(MnO2@graphite)电极,通过XRD,TEM对电极材料进行表征,并通过电化学工作系统(循环伏安法,线性扫描伏安法,计时电量法)对MnO2@graphite电极的电催化机理进行了研究。以有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)为对象,探讨了pH7.0中性条件下其类电Fenton降解的电催化性能。对1.0×10-5 mol/LRhB在外加电压6 V和支持电解质Na2SO4 10g/L条件下,类电Fenton反应120 min,RhB降解率达100%。通过紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、红外光谱、总有机碳(TOC)测定等方法,研究了类电Fenton体系深度氧化降解RhB特性。结果表明,4 h RhB矿化率可达67.6%,同样条件下,7 h 2,4-DCP矿化率达到84.9%。同时,采用辣根过氧化物酶催化反应吸光光度法和苯甲酸荧光分析法分别分析测定RhB降解反应过程中H2O2和羟基自由基(.OH)的量,表明有机物的降解涉及.OH历程。

课程思政融入电类专业教材建设研究

按照教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》要求,让所有高校、所有教师、所有课程都承担好育人责任,守好一段渠、种好责任田,使各类课程与思想政治理论课同向同行,将显性教育和隐性教育相统一,形成协同效应,构建全员全程全方位育人大格局。教材建设成为各高校开展课程思政的重要抓手。以徐州工程学院《电气控制与PLC技术》教材建设为例,从与课程相关的行业及应用中充分挖掘思政元素,并结合服务地方应用型本科高校的人才培养目标,将思政元素融入教材建设中,以实现立德树人与“三全育人”的目标,为高校电类专业课程思政提供借鉴。

Fe/C微电解Fenton协同氧化-混凝沉淀-A/O工艺处理蒽醌类染料废水

采用Fe/C微电解与Fenton协同氧化-混凝沉淀-A/O组合工艺对蒽醌类染料废水进行处理,研究了各处理单元的优化反应条件。结果表明,在Fe/C微电解与Fenton协同氧化处理单元,当H_2O_2投加量为3 mL/L、HRT为100min、pH为3时,单级COD和色度去除率分别为80.67%和92.73%,BOD5/COD由初始的0.07升高至0.45;在混凝沉淀单元,当pH为8,PAC、PAM的投加量分别为200、2 mg/L,沉淀时间为30 min时,单级COD和色度去除率分别为65.41%和88.33%,BOD5/COD提高至0.57;通过后续生化处理后,最终出水的COD为68 mg/L,色度为30倍,总去除率分别达到99.01%和99.82%,出水NH_4^+-N、TN、TP的质量浓度分别为3.65、19.22、0.38 mg/L,出水水质均达到了GB 4287-2012排放标准。

类电Fenton降解有机偶氮染料媒介黄10

以二氧化锰复合石墨(MnO2@graphite)电极为阴极,铂网为阳极,研究了在pH7.0条件下降解媒介黄10(MY10)的类电Fenton反应特性.结果表明,4.7×10-5mol/L媒介黄10在外加电压6.0 V和支持电解质Na2SO410 g/L条件下,反应120 min,MY10脱色率达100%.通过紫外-可见光谱(UV-Vis),傅里叶红外光谱(FTIR)分析和总有机碳(TOC)测定,研究了类电Fenton体系深度氧化(矿化)MY10程度,表明,电Fenton反应4h MY10的矿化率达79.1%.通过对类电Fen-ton体系原位循环伏安参数测定及过氧化物酶催化反应吸光光度法和苯甲酸荧光分析法跟踪测定类电Fenton体系降解MY10过程中H2O2和·OH的变化,表明MY10降解过程涉及·OH历程.

电-Fenton和电类-Fenton法去除染料的研究

分析电-Fenton法和电类-Fenton法对活性染料普施安红和分散染料分散蓝的去除情况.在对普施安红的脱色和矿化上,电类-Fenton法显示出更优于电-Fenton法的性能,电解1h(电类-Fenton)或2h(电-Fenton),0.1mmol/L的普施安红溶液脱色率>85%,电解5h,矿化率约为20%(电-Fenton)或50%(电类-Fenton).分散蓝无法通过电化学氧化进行有效的脱色和矿化,只能在pH值>3.5和[Fe^(3+)]>0.5mmol/L的条件下由混凝去除.本试验确定电类-Fenton法的电流密度上限值为5.3 A/m^2,pH值应取2.5～3.5,投加的[Fe^(3+)]以0.25mmol/L左右为佳.

多孔MnO_(2)-Fe_(3)O_(4)壳聚糖微球用于增强类Fenton降解染料废水的研究

将壳聚糖与金属盐混合溶液滴入碱性溶液中,采用一步法制备了金属壳聚糖微球(MnO_(2)-Fe_(3)O_(4)/CS),并用于刚果红(CR)的类Fenton降解。结果表明,与单金属壳聚糖微球(MnO_(2)/CS、Fe_(3)O_(4)/CS)相比,MnO_(2)-Fe_(3)O_(4)/CS具有更好的催化活性;在最佳条件下(50 mg/L CR,pH=7,0.9 mol/L H_(2)O_(2),2.0 g/L催化剂,60 min),CR的去除率达到100%。MnO_(2)-Fe_(3)O_(4)/CS的高活性归因于其较大的比表面积和孔体积,特殊多孔结构有利于反应物的吸附/扩散和活性位点的暴露;Mn-Fe双金属之间的协同作用促进了电子传递,有效提高了催化活性。金属壳聚糖微球可以很容易地从反应体系中收集,重复使用5次后仍然保持较高催化活性(88.2%)。

铜半胱胺配合物类Fenton催化降解土霉素的研究

为有效去除污染水体中的土霉素,采用水浴升温合成法制备了铜半胱胺配合物(Copper-Cysteamine-Iodine,Cu-Cy-I),并通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)、X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)等方法对其形貌、结构、化学成分进行表征。为了研究Cu-Cy-I对土霉素的降解效果,考察了光照时间、H_(2)O_(2)浓度、溶液pH值、催化剂质量、溶液的初始质量浓度以及光源等因素的影响。结果显示,在100 m L质量浓度为100 mg/L的土霉素中加入20 mg Cu-Cy-I催化剂、0.025 mol/L H_(2)O_(2),置于高压汞灯下,照射100 min后对土霉素的降解率可达99.0%。采用自由基捕获试验探究了Cu-Cy-I/H_(2)O_(2)体系中的活性自由基,发现羟基自由基(Hydroxyl radical,·OH)、超氧自由基(Superoxide radical,·O_(2)^(-))和光生空穴(Photogenerated electrons,h^(+))三者共同作用并促进土霉素的降解。Cu-Cy-I对土霉素具有较高的降解效果,为抗生素废水的治理提供了一种新方法。

高炉渣非均相类Fenton降解亚甲基蓝废水

本文以高炉渣为催化剂,通过非均相类Fenton的方法降解模拟亚甲基蓝废水,在有无光照的条件下,考察了高炉渣用量、H_(2)O_(2)用量、pH、反应时间等因素对模拟废水的色度及COD去除率的影响。实验证明:有光照条件下的去除效果均优于无光照,光照条件下该体系最佳条件为:pH=3,高炉渣用量为0.1 g/100 mL,H_(2)O_(2)(质量分数30%)为0.2 mL/100 mL,反应时间2 h,亚甲基蓝废水脱色率及COD去除率均达到100%。动力学研究表明:有光照条件下反应速率大于无光照条件,二者反应都更符合二级动力学模型。

分阶段思维培养的电类专业教学方式探索与实践

学科核心素养如何落地生根是当前教育课程改革的核心命题。其培养过程中的重要途径就是培养学生不同阶段的低阶与高阶思维品质和关键能力。该文结合专业基础课(模电、数电)和专业课(神经网络与深度学习、数字信号处理)的具体课程实践案例,首先介绍以专业基础课为依托,以理论联系实际为导向,尊重学生主体地位,培养学生低阶思维能力的教学方式探索;然后介绍以专业课为载体,以社会发展需求为立足点,发挥“双导师制”作用,培养学生高阶思维能力的教学方式探索;并将思政教育融入其中,实现从低阶到高阶的分阶段思维培养过程。同时,以“大学生创新创业竞赛”作为桥梁,检验学生从解决工程问题的低阶能力到解决产业技术问题、科学问题的高阶能力的提升成效。

“大思政”视域下电类基础课程群思政建设探索

在当前课程思政建设背景下,以工程教育认证对毕业生的能力、素质要求为准绳,基于电类系列基础课程之间的一致性、关联性、接续性(互补性),提出成立包括“电工学”“电路理论”“电力电子技术”“电机学”“电力系统分析”“电磁场原理”课程在内的课程思政群,从顶层设计到底层实施通过协调电类基础课程统筹开展思政建设,具有整合资源、合作共赢的优势。

磺胺嘧啶和磺胺二甲基嘧啶在纳米Fe_(3)O_(4)-nZVI类Fenton体系中的降解效果

用Fe_(3)O_(4)负载纳米零价铁(Fe_(3)O_(4)-nZVI)作为非均相催化剂,与H2O_(2)耦合构建类Fenton体系,以降解水中磺胺嘧啶(SDZ)和磺胺二甲基嘧啶(SMT).通过SEM、EDS、XRD和XPS对Fe_(3)O_(4)-nZVI材料进行了表征,并考察了Fe_(3)O_(4)-nZVI类Fenton体系中H2O_(2)浓度、Fe_(3)O_(4)-nZVI投加量、初始pH及Fe_(3)O_(4)-nZVI循环使用次数对SDZ和SMT降解效果的影响.结果表明,在25℃,SDZ和SMT初始浓度均为10 mg·L^(-1),H2O_(2)浓度分别为10 mmol·L^(-1)(SDZ)和15 mmol·L^(-1)(SMT),Fe_(3)O_(4)-nZVI投加量为0.8 g·L^(-1),初始pH为3的优化条件下,在180 min时,Fe_(3)O_(4)-nZVI类Fenton体系对水中SDZ和SMT的降解率分别为97.45%和95.51%,Fe_(3)O_(4)-nZVI重复利用4次后,对SDZ和SMT的降解率仍保持在87%以上,表明该材料具有良好的磁回收利用性能.拟一级动力学拟合参数R2均在0.93以上,表明Fe_(3)O_(4)-nZVI类Fenton法对SDZ和SMT的降解过程均符合拟一级动力学方程.且在各因素最优条件下,SDZ的反应速率常数均大于SMT的反应速率常数,这可能与二者的理化性质及分子结构有关,即磺胺类抗生素(SAs)的pKa值和水溶解度越小,疏水性越强,杂环基团上的甲基取代基数目越少,SAs越容易被降解.

基于D类功放的音频放大电路仿真设计和分析

D类功率放大电路具有效率高,体积小,工作频带宽,抗干扰能力强等优点,广泛应用于音频设备中,尤其是便携式音频设备。本文通过Multisim软件对D类功放组成的音频放大电路进行了仿真设计和性能分析,有利于对D类功放工作原理及电路性能的理解。

“三全育人”视域下电类基础课程思政教学模式探索

以陕西理工大学电类基础课程思政教学改革为例,结合课程教学大纲和工程教育专业认证的要求,以“三全育人”理念和学生学习兴趣为引导,构建“一个中心、两个引导、四个改革、四种方法、四类结合”的“12444”电类基础课程思政教学改革新模式。充分挖掘电类基础课程中蕴含的思政元素,并将其融入教学设计,为学生树立正确的世界观、人生观和价值观。同时,改革教学形式和方法,使专业教育与思政教育同频共振。

电(类)Fenton阴极材料的研究进展

电(类)Fenton技术作为一种高级氧化技术,已经成为难降解有机废水处理领域的研究热点。其可通过阴极曝气的方式原位持续在线生成双氧水(H2O2),并与电极表面或溶液中的催化剂反应生成羟基自由基(·OH),实现污染物的高效降解。因此,阴极材料的研发是该技术的关键。综述了电(类)Fenton阴极材料的国内外研究现状及其在水处理中的应用,重点比较了其原位电生成H2O2的能力和存在的优缺点等,并对未来的发展趋势进行了阐述。

三维电极电Fenton处理阿奇霉素制药废水研究

以钛涂钌铱电极(RuO_(2)-IrO_(2)/Ti)为阳极,石墨为阴极,活性炭为粒子电极构建三维电极电Fenton体系,研究三维电极电Fenton处理阿奇霉素制药废水的影响因素,系统性考察活性炭粒子电极类型及投加量对处理效果的影响,并通过改变极板间距、pH、曝气强度、电解电压、反应时间等因素,确定最佳反应条件。进一步通过正交实验比较各因素影响程度大小,优化三维电极电Fenton处理阿奇霉素制药废水实验条件。结果表明,以3 mm柱碳作为粒子电极,当其投加质量浓度为100 g/L时,最佳工艺条件为pH=3、电解电压15 V、曝气强度1.0 L/min、极板间距7 cm、反应时间2 h。此条件下,废水COD平均去除率为72.28%,B/C由初始的0.086上升至0.312,处理效果达最优。此外,各因素对于三维电极电Fenton处理阿奇霉素制药废水效果的影响程度为pH>曝气强度>电解电压>反应时间>极板间距。

萃取-Fenton氧化组合工艺高效处理羟肟酸类选矿药剂生产废水研究

针对羟肟酸类选矿药剂生产废水高COD、难降解等特点,采用液-液萃取联合Fenton氧化工艺进行了高效处理研究。系统地考察了萃取过程中萃取液组成、废水pH、萃取相比(有机相与水相体积比,即V(O)/V(A))对COD去除率的影响及Fenton氧化技术处理过程中萃余相pH、H2O2浓度、Fe^(2+)与H_(2)O_(2)物质的量比对萃余相COD去除率的影响。结果表明:在V(N235)∶V(煤油)∶V(正辛醇)=7∶2∶1、废水pH为3、V(O)/V(A)为1∶1的条件下,羟肟酸类生产废水经萃取法处理后,COD由136780 mg·L^(-1)降低至39260 mg·L^(-1),去除率为71.30%;在萃余相pH为3、H_(2)O_(2)浓度为200 mmol·L^(-1)、n(Fe^(2+))∶n(H_(2)O_(2))=1∶4的条件下,萃余相经Fenton氧化技术处理后,COD由39260 mg·L^(-1)降低至7200 mg·L^(-1),去除率为81.66%;萃取法联合Fenton氧化工艺处理羟肟酸类选矿药剂生产废水COD综合去除率达94.74%。此法操作简单,技术上可行,可为同类废水的高效处理提供参考。

铁碳微电解Fenton耦合磁粉类Fenton预处理有机磷农药废水研究

探讨了铁碳微电解-Fenton耦合+磁粉类Fenton工艺对有机磷农药废水的处理效果。结果表明,在p H为1、双氧水(H_2O_2质量分数30%)投加量为4 m L/L、曝气1.5 h条件下,Fe/C-H_2O_2对废水中TP的去除率达到58.84%;处理后的出水再进行磁粉/H_2O_2类Fenton处理,在双氧水(H_2O_2质量分数30%)投加量为7.5 m L/L、磁粉投加量为7.5g/L、45℃下曝气2 h的实验条件下,废水中TP的去除率为67.59%。最终出水COD为425 mg/L,TP的质量浓度18.96 mg/L,达到预处理指标。