电化学论文

合集下载

《2024年电化学水处理技术的研究及应用进展》范文

《2024年电化学水处理技术的研究及应用进展》范文

《电化学水处理技术的研究及应用进展》篇一一、引言随着工业化的快速发展,水资源的污染问题日益严重,传统的水处理方法已经难以满足日益增长的处理需求。

电化学水处理技术作为一种新型的水处理技术,以其独特的优势逐渐受到广泛关注。

本文将详细介绍电化学水处理技术的研究现状、应用进展以及未来发展趋势。

二、电化学水处理技术概述电化学水处理技术是一种利用电化学反应来处理水体的技术。

它主要通过在特定的电场作用下,使水体中的离子发生电解、氧化还原等反应,从而达到去除污染物、消毒杀菌等目的。

电化学水处理技术具有能耗低、处理效率高、环境友好等优点。

三、电化学水处理技术研究进展1. 电解氧化技术:电解氧化技术是电化学水处理技术中的一种重要方法。

通过电解过程,使水体中的有机物在阳极发生氧化反应,达到去除有机物、降低污染的目的。

近年来,研究人员对电解氧化技术的反应机理、影响因素等进行了深入研究,提高了电解效率和处理效果。

2. 电解还原技术:电解还原技术是利用阴极的还原作用去除水体中的重金属离子、硝酸盐等污染物。

研究人员通过优化电极材料、调整电流密度等手段,提高了电解还原技术的处理效果和效率。

3. 电吸附技术:电吸附技术是一种利用电场作用将水体中的离子吸附到电极表面的方法。

近年来,研究人员对电吸附技术的吸附机理、影响因素等进行了深入研究,为电吸附技术的应用提供了理论依据。

四、电化学水处理技术应用进展1. 工业废水处理:电化学水处理技术在工业废水处理中具有广泛应用。

例如,利用电解氧化技术去除有机物、降低COD(化学需氧量);利用电解还原技术去除重金属离子等。

通过电化学水处理技术,可以有效降低工业废水的污染程度,提高废水的可回收利用率。

2. 饮用水处理:电化学水处理技术在饮用水处理中也有重要应用。

例如,利用电吸附技术去除水中的重金属离子、有机物等污染物;利用电解过程产生次氯酸等消毒剂,对水进行消毒杀菌。

通过电化学水处理技术,可以有效保障饮用水的安全性和卫生性。

电化学论文

电化学论文

当今世界人口剧增、资源短缺、环境恶化,海洋拥有极其丰富的资源可供人类开发并将有力的推动世界经济的可持续发展。

如何科学、合理地实现海洋资源的绿色化应用已成为世界各国政府亟待解决的重要课题。

金属腐蚀由于其隐蔽性、缓慢性、自发性、自催化性常常被人们忽视,寻找最佳有效的防腐蚀和控制腐蚀方法,已成为当代材料领域最重要的课题之一。

一、金属腐蚀的机理1.概述金属材料与电解质溶液相接触时,在界面上将发生有自由电子参与的广义氧化和广义还原过程,致使接触面金属变成单纯离子,络离子而溶解,或者生产氢氧化物,氧化物等稳定化合物,从而破坏了金属材料的特性。

这被称为电化学腐蚀或湿腐蚀。

海洋生物的生命活动会改变金属—海水的界面状态和介质的性质,对金属产生不可忽视的影响。

海水中金属腐蚀是金属﹑溶液﹑生物群3个要素互相作用的结果。

由于附着微生物对钢结构表面的覆盖作用,阻碍了氧的运输,有利于减少钢的平均腐蚀;但是附有海生物的金属难以形成完整致密的覆盖层,钢的局部腐蚀却增加了。

这严重影响了在海洋环境下工作的材料的寿命。

由于微生物的生命活动也可以使金属遭到破坏, 故称为微生物腐蚀。

2.海洋腐蚀的热力学基础海洋腐蚀是金属与周围海洋环境发生化学或者电化学反应而产生的一种破坏性腐蚀。

很多金属元素如铜、铁、镁等在自然界都是以化合物的形式存在,也就是一它们的最稳定态---氧化态存在。

人们通过冶炼时使这些元素吸收并储存一定能量后变为中性金属态,相对于氧化态而言,这是一种能量较高的不稳定态,在合适的条件下便自发的便会为稳定的氧化态。

中性金属态到氧化态的转变的吉布斯自由能小于零,可自发进行;从热力学上来讲,海洋腐蚀上由于金属与其周围介质构成一个热力学不稳定的体系,此体系具有自发的从这种不稳定状态趋向稳定状态的倾向。

3.海水腐蚀的电化学特征海水是一种含有多种盐类近电解质溶液,并溶有一定的氧,含盐量、海水电导率、溶解物质、PH值、温度、海水流速和波浪、海生物等都会对腐蚀产生影响,这就决定海水腐蚀的电化学特征[1]:(1) 海水中的氯离子等卤素离子能阻碍和破坏金属的钝化, 海水腐蚀的阳极过程较易进行。

电化学小论文

电化学小论文

应用电化学结课论文有机物的电解合成学院:化工学院专业:应用化学班级:一班******学号:0 6 1 1 2 6 7 9日期:2013. 10. 26中国矿业大学摘要有机电化学合成具有许多优点,近二十年来,有关有机电化学合成的研究和工业应用进展迅速,已成为一门新的热点学科。

医药品、香料、农药等称为精细化学品。

这类产品一直用有机合成和发酵法生产,后来才认识到对这些精细化学品采用电解合成的过程是极为有效的。

即有机电合成方法可以在温和的条件下制取许多高附加值的有机产品;而且用电子这一干净的试剂去代替会造成环境污染的氧化剂和还原剂,是一种环境友好的洁净合成,代表了新世纪化学工业发展的一个方向,近30年来的有机电合成在许多国家得到了迅速发展。

围绕电化学合成有机物和化学法合成有机物的优点进行对比,总结有机电合成的优点与不足,以及工业生产应用上的问题。

关键词:电化学有机电解合成正文早在19世纪初期,雷诺尔德(Rheinold)和欧曼(Erman)发现电是一种强有力的氧化剂和还原剂,那时他们就已经用醇稀溶液进行过电解反应的研究。

1934年,法拉第首先使用电化学法进行了有机物的合成和降解反应研究,发现在醋酸盐水溶液中电解时,阴极上会析出CO。

,并生成烃类化合物。

后来,柯尔贝(Kolbe)在法拉第工作的基础上,创立了有机电化学合成(又称有机电解合成,下简称有机电合成)的基本理论。

虽然有机电合成的研究早在19世纪初就已经开始,但是限于理论和工艺复杂性及有机催化合成迅速发展带来的竞争,有机电合成在很长一段时间内进展缓慢,只是作为有机化学家们在实验室中制备有机化合物的一种常用方法,并未在工业化上迈出步伐。

直到20世纪50年代,电化学理论、技术、新材料的发展为有机合成的工业应用奠定了基础。

有机电合成真正取得实质性进展开始于1960年,美国孟山都(Monsanto)公司电解丙烯酸二聚体生产己二腈获得了成功,并建成年产1.45万吨的己二腈生产装置,这是有机电合成走向大规模工业化的重要转折点。

电解的基本原理相关论文

电解的基本原理相关论文

电解的基本原理相关论文电解是利用电能驱动化学反应的过程,在化学、材料科学、生物科学和环境科学等领域都有广泛的应用。

其基本原理涉及电解质溶液中的离子运动、电解反应和电化学过程。

以下论文将围绕电解的基本原理展开讨论。

电解质溶液中的离子运动是电解的基础。

1975年,Arrhenius提出了电解质的离子理论,解释了电解质溶液中离子的运动行为。

根据这个理论,电解质溶液中的离子会离开它们最初属于的分子或晶体,通过水分子的溶剂化作用,形成水合离子。

这些水合离子在电场的作用下,会迁移并在电极上发生反应。

离子的迁移速率与它们的电荷量和半径有关,一般而言,离子半径越小,电荷量越大,迁移速率越快。

电解发生在电解质溶液中的电极表面。

根据电子输运过程,固体电解质表面被电解质和金属电极所包围。

电解质溶液中的离子在电场的作用下,向电极迁移并与金属电极上的反应物发生化学反应。

这些反应可以是氧化还原反应、电沉积反应、分解反应等。

电解质溶液中的阳离子会迁移到电极上的阴极,而阴离子会迁移到电极上的阳极。

电化学过程是电解的关键。

电解过程中,电场激励下的离子运动导致电解质溶液中的化学反应发生。

根据电化学的基本原理,电解的速率与电场强度、电化学活性以及溶液中的离子浓度有关。

较高的电场强度可以加快电解反应的速率,而电化学活性较高的离子也更容易参与反应。

此外,溶液中离子浓度的变化也会影响电解的速率。

回顾历史上的一些经典研究,著名的Nernst方程提供了描述电解中离子浓度变化与电势变化之间关系的数学表达式。

Nernst方程为解释电化学过程中的非均相现象提供了重要的参考。

同时,随着电化学技术的发展,包括循环伏安法、恒电流法和恒电压法在内的各种技术被开发出来,用于研究和控制电解反应的过程。

总结一下,电解的基本原理涉及离子运动、电解反应和电化学过程。

离子通过溶剂化作用形成水合离子,在电场的作用下向电极迁移并与电极上的反应物发生化学反应。

电化学过程决定了电解的速率,包括电场强度、电化学活性和离子浓度的影响。

电分析化学论文3000字_电分析化学毕业论文范文模板

电分析化学论文3000字_电分析化学毕业论文范文模板

电分析化学论文3000字_电分析化学毕业论文范文模板电分析化学论文3000字(一):离子液体及其在电分析化学中的应用论文【摘要】随着科技的发展,离子液体的理论不断进行更新,因此不同学者对离子液体产生不同的看法,并不断进行研究。

离子液体有着其他有机物质所不能比的优点,在电分析化学中也有着更好的应用。

本文首先对离子液体的概念进行阐述,然后阐述离子液体在电分析化学中的意义,即离子液体密度方向的意义、离子液体熔点方向的意义、离子液体溶解性和蒸气压方向的意义。

之后分子离子液体在电分析化学中的研究,如有机小分子、生物大分子、离子液体的亲水性与疏水性的研究,最后分析离子液体在电分析化学中的实际应用。

【关键词】离子液体;电分析化学;应用在目前的科研发展中,电子液体有着很多优势,受到各个领域的欢迎,并在各个领域中取得较好的发展。

离子液体在传感器和生物分子方面的研究显得尤其重要,因此,研究离子液体及其在电分析化学中的应用具有十分重要的意义。

一、离子液体的概念离子液体是在室温或附近室温的影响下,由大的阳离子和小的阴离子共同组成的一种呈液态的离子物质。

阴阳离子的作用力叫做库仑力,这种力在实施中有一定的条件,即阴阳离子的大小与电荷数量有一定的联系,在离子半径增加时,阴阳离子的大小与电荷数量的作用力会随之变小,同时对离子化合物的熔点也产生一定影响,会使熔点变低。

当出现特殊情况时,离子化合物的体积会变大,同时结构也发生变化,变得松散,当作用力降到最低时,熔点此时就会接近室温[1]。

二、离子液体及其在电分析化学中的意义(一)离子液体密度方向的意义随着科技的发展,离子液体的理论不断进行更新,因此不同学者对离子液体产生不同的看法,并不断进行研究。

对于离子的密度,一些学者认为离子液体的密度在一定程度上与自身的发展有关,另一些学者认为离子液体的密度与阴阳离子有关[2]。

因此,对离子液体的研究有利于学者进一步研究离子液体在电分析化学中的应用,使学者了解阳离子可以调节液体离子的密度,阴离子对液体密度调节也起到一定的控制作用,从而使液体密度的研究更为精确。

电化学课程论文-盐桥

电化学课程论文-盐桥

摘要本文是结合本学期对《电话学理论》课程的学习,从原电池的盐桥上着手,通过查阅了一些有关盐桥的图书和文献,对自己所了解的一些知识的梳理和总结。

本文先简单阐述了原电池的电动势理论,从液体接界电位(简称液接电位)切入,提出盐桥的概念,进而总结了盐桥的目的、作用、使用条件、制备及设计的一些基本知识。

然后简要分析了电化学体系液相传质过程对盐桥的使用和功能的影响,最后结合一个具体的应用或即将应用的实例——微生物燃料电池,阐述了盐桥在实际科研中的应用,可以让一般的读者对盐桥有一个比较系统的认识。

关键词:液体接界电位盐桥微生物燃料电池摘要 (1)1[原电池的电动势和电极电位] (1)1.1[原电池的电动势] (1)1.2[电极与溶液界面间电位差的产生] (2)1.3[液体接界电位] (3)1.3.1[液接电位的概念] (3)1.3.2[影响液接电位的因素] (4)2[盐桥] (7)2.1[盐桥简介] (7)2.2[盐桥的使用条件] (8)2.3[盐桥的设计或制备] (9)3[液相传质过程对盐桥的影响] (11)3.1[电迁移] (11)3.2[对流] (12)3.3[扩散] (13)3.3[不同液相传质过程对盐桥的影响] (13)4[盐桥的一个应用-微生物燃料电池] (14)4.1[生物燃料电池简介] (16)4.2[分体式MFC中盐桥的问题] (18)4.2.1[不同管径的盐桥对分体式微生物燃料电池的影响] (18)4.2.2[盐桥不同连接方式对微生物燃料电池的影响] (19)4.3[小结] (20)结论 (21)参考文献 (22)1[原电池的电动势和电极电位]1.1[原电池的电动势]把一片锌放在硫酸铜溶液中,可以发现锌片慢慢地被溶解.同时在锌片的表面上有金属铜析出。

反应的实质是Zn原子失去电子,被氧化成Zn2+,Zn是还原剂。

而Cu2+得到电子被还原成Cu原子,Cu2+是氧化剂。

其反应可表示如下:氧化反应Zn Zn2++2e氧化反应Cu2+Cu-2e总反应为Zn+Cu2+Cu+Zn2+氧化还原反应也可以在氧化剂和还原剂互相不接触的情况下进行这样电子的传递。

《基于电化学分析的小分子有机物的检测研究》范文

《基于电化学分析的小分子有机物的检测研究》范文

《基于电化学分析的小分子有机物的检测研究》篇一一、引言小分子有机物是生物体内外广泛存在的一类化合物,其种类繁多,具有多种生物活性和化学性质。

在医药、环境、食品等领域中,小分子有机物的检测和分析具有极其重要的意义。

电化学分析作为一种高效、灵敏的检测手段,被广泛应用于小分子有机物的检测研究中。

本文旨在探讨基于电化学分析的小分子有机物的检测研究,为相关领域的研究提供参考。

二、电化学分析基本原理及方法电化学分析是一种通过测量电化学反应过程中电流、电压等电学参数来分析物质组成、含量和结构的方法。

其基本原理是利用电极反应将待测物质与电化学探针之间进行电子交换,通过测量电极上产生的电流或电势变化,实现对物质的检测和定量分析。

常见的电化学分析方法包括循环伏安法、差分脉冲伏安法、电化学阻抗谱法等。

其中,循环伏安法是一种常用的电化学分析方法,通过在电极上施加线性扫描电压,测量电流随电压的变化情况,从而得到物质的氧化还原过程信息。

差分脉冲伏安法则是在一定电压范围内施加一系列短时脉冲电压,通过测量电流响应来检测物质浓度。

电化学阻抗谱法则是通过测量电极阻抗随频率的变化情况,获得有关物质结构的信息。

三、小分子有机物的电化学检测方法针对小分子有机物的电化学检测,常用的方法包括直接电化学法和间接电化学法。

直接电化学法是通过将待测小分子有机物直接与电极反应,测量其氧化还原电流来实现检测。

这种方法具有灵敏度高、响应速度快等优点,但需要对待测物质进行修饰或改性以改善其电子传递性能。

间接电化学法则是通过将待测小分子有机物与特定试剂反应生成可测量的电信号来实现检测。

这种方法具有选择性好、操作简便等优点,但需要注意避免其他物质的干扰。

四、实验研究本文以某类小分子有机物为例,采用循环伏安法进行电化学检测研究。

首先,制备了适合该类小分子有机物检测的电极,并对其性能进行了表征。

然后,在一定的实验条件下,对不同浓度的该类小分子有机物进行循环伏安扫描,记录电流随电压的变化情况。

《锌离子电池偶氮聚合物正极材料构筑及其电化学性能研究》范文

《锌离子电池偶氮聚合物正极材料构筑及其电化学性能研究》范文

《锌离子电池偶氮聚合物正极材料构筑及其电化学性能研究》篇一摘要:本文旨在研究锌离子电池中偶氮聚合物正极材料的构筑方法,并对其电化学性能进行深入探讨。

通过合成不同结构的偶氮聚合物,优化其物理和化学性质,进而提升锌离子电池的电化学性能。

本文首先介绍了研究背景和意义,然后详细描述了实验材料和方法,最后对实验结果进行了深入分析,并得出了相关结论。

一、研究背景与意义随着社会对绿色能源的需求不断增长,能源储存技术逐渐成为研究热点。

锌离子电池以其高能量密度、低成本和环境友好性等优势,在能源储存领域具有广阔的应用前景。

正极材料作为锌离子电池的关键组成部分,其性能直接决定了电池的整体性能。

近年来,偶氮聚合物因其独特的结构和优异的电化学性能,被认为是一种有潜力的正极材料。

因此,研究锌离子电池中偶氮聚合物正极材料的构筑及其电化学性能,对于推动锌离子电池的实用化具有重要意义。

二、实验材料与方法1. 材料准备本实验所使用的材料包括锌粉、偶氮单体、导电添加剂、粘结剂等。

所有材料均经过严格筛选和纯化处理,以保证实验结果的准确性。

2. 偶氮聚合物的合成采用化学合成法,通过控制反应条件,合成不同结构的偶氮聚合物。

具体步骤包括单体活化、聚合反应、后处理等。

3. 正极材料的构筑将合成的偶氮聚合物与导电添加剂、粘结剂混合,制备成正极材料。

通过控制各组分的比例,优化正极材料的物理和化学性质。

4. 电化学性能测试利用电化学工作站和电池测试系统,对制备的锌离子电池进行循环伏安测试、充放电测试、循环稳定性测试等,以评估其电化学性能。

三、实验结果与分析1. 偶氮聚合物的合成与表征通过化学合成法成功合成了不同结构的偶氮聚合物。

利用红外光谱、核磁共振等手段对聚合物进行表征,确认其结构正确。

2. 正极材料的物理和化学性质正极材料具有较高的比表面积和良好的导电性。

通过X射线衍射、扫描电子显微镜等手段,观察了正极材料的形貌和结构。

3. 电化学性能测试结果(1)循环伏安测试:锌离子电池在充放电过程中表现出良好的氧化还原反应可逆性。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

电化学处理大气污染物的现状与展望摘要:对电化学技术在处理大气污染物治理中的应用现状与展望进行了综述,主要从电化学烟气脱硫技术、电化学反应器去除氮氧化物废气、电化学法处理挥发性有机废气(VOCs)、电催化氧化降解大气中甲醛四个方面进行了论述,同时总结了电化学处理大气污染物过程中的问题及展望。

关键词:电化学、二氧化硫、硫化氢、甲醛、氮氧化物、VOCsAbstract:Key words:前言:由于目前对工业中排放的有毒废气的控制指标越来越严格,寻找新的、更有效的除去废气的技术已日益受到重视。

大型火力发电厂普遍使用常规的湿法和干法来除去SO2和NOx,但对那些不是连续操作的小型加热燃烧器,化工厂或含尘量非常高的废气来说,这两种常规方法并不是很适用。

例如玻璃厂、水泥厂、金属热处理与表面加工过程,硝酸的生产或矿物油的精炼等过程排放的废气的处理。

这种状况促使人们从电化学的角度研究气体纯化的新技术,以替代通常的化学法[1]。

电化学技术利用外加电场的作用,在特定的电化学反应器内,通过一系列设计的化学反应、电化学过程或物理过程,达到预期设计的目的和效果。

它使用电子这一无毒、无害且价格低廉的强氧化还原剂,可以很方便地通过控制电极电势,实现物质的氧化或还原。

一方面,电化学技术可用于工业产品的生产,是一种基本上对环境无污染的“环境友好”技术;另一方面,应用电化学技术治理环境污染,通过氧化还原反应去除环境污染物,对环境起间接保护作用,在国内外都受到广泛重视[2-4]。

气态污染物的电化学净化电化学方法去除气态污染物包含两个步骤:首先通过吸附或吸收过程将气态污染物转移到液相(多为水溶液),然后用电化学还原或氧化将其转化为无害物质[5]。

1电化学脱硫技术1.1碱液吸收法碱液吸收法是先通过碱性吸收液吸收酸性的SO2,再用电解池将亚硫酸根离子还原转化为连二硫酸根,一般所用的碱液是NaOH。

吸收SO2形成NaHSO3和Na2SO3,其反应如下:SO2(g)+NaOH→NaHSO3SO2(g)+2NaOH→Na2SO3+2H2O保持SO2气体连续不断地通入溶液能使形成的产物以NaHSO3为主。

在溶液pH值为4~7之间时HSO-3在铅阴极上被电解还原为S2O42-:2HSO-3+2H++2e→S2O42-+2H2从资源优势上说将NaHSO3转化为Na2S2O4在经济上是可行的,后者俗称保险粉,广泛应用于染料、印染、造纸、食品工业以及医学上。

这正是该法的优点之一。

此外,该法所需的反应器结构简单,初期的资金投资小。

但是这种方法存在反应不够稳定的缺点。

反应需要消耗大量的NaOH溶液,这在工业过程中会增加成本。

这种技术是最初的电化学脱硫技术之一,现在在实际中已经很少应用。

后人在这一方法的基础上已经开发出了一些新的更加有效的方法。

1.2 Cu/Cu2O/Cu2+催化电化学脱硫由于SO2能在有水和铜存在的条件下和O2发生氧化反应而产生铜腐蚀和生产硫酸。

于是G.Kreysa等人[6]利用这一原理设计了一种新的电化学-催化过程。

在这一过程中,一部分SO2在催化过程中被消耗同时铜腐蚀产生硫酸铜,还有一部分在电极过程被氧化,同时电解质溶液中的铜在阴极反应区沉积下来。

这样催化过程中消耗的铜在阴极反应中得到再生。

这种方法对比采用阴极产生氢气的电化学方法要节省电解池的能耗。

图1三室反应器这种方法采用的是一个三室反应器(如图1),中间室作为一个电化学吸收柱,里面充满了石墨分子,阳极电解液和含二氧化硫烟气同向流入中间室,在这里,自始至终SO2的氧化反应都在发生。

中心室的两旁是偏室,它们和中间室之间用隔膜或离子交换膜分隔开来,里面充满了铜分子。

这些铜是用来作为电子的提供者。

其中一个偏室用作阴极,铜离子从含硫酸铜的电解质溶液中析出;另一个用做催化氧化的吸收柱,这里分子铜在催化氧化时被消耗。

这意味着金属铜从催化氧化吸收室中转移到了阴极室中,在操作一段时间后,两个偏室的作用交换。

其中的反应如下。

总的电化学反应:CuSO4+SO2+2H2O→Cu+2H2SO4阳极:SO2+2H2O→H2SO4+2H++2e阴极:CuSO4+2e→Cu+SO42-对于催化氧化,热力学理论认为铜分子首先被氧化为氧化亚铜:4Cu+O2→2Cu2O下一步的反应有两种可能:其一为:Cu2O+2SO2+H2O→2Cu+H2SO4其二为:Cu2O+H2SO4→Cu+CuSO4+H2O假设所有的氧化亚铜被以上两个反应同时消耗,合起来的反应为:2SO2+(n+1)O2+2nCu→2nCuSO4+(1-n)H2SO4+(n-1)H2O这种方法的特别之处在于它由一个电化学二氧化硫氧化和一个催化氧化二氧化硫的反应平行组成,较之其他的方法,这种方法用一个铜的沉积作阴极反应,因而能导致电解池工作电压下降,且仅一部分二氧化硫必须电化学氧化。

试验还表明,在石墨电极中,在低浓度水平下,SO2的电化学氧化有较高的电流效率。

同时铜的沉积效率在有SO2存在的条件下不会下降。

整个过程中SO2的能量消耗可以通过控制浓度和温度来改变。

目前这种方法的可行性研究已经完成,但是关于在规模条件下的应用情况以及如何优化整个处理流程则需要更多的研究。

1.3Mark13A法图2 JBR吸收反应器这种方法是由欧共体的Ispra联合研究中心首先提出来的[7],该法使用Br2来作为二氧化硫间接电化学氧化的介质,介质的电化学再生在独立的电解池中完成。

其反应器称为JBR吸收反应器(如图2),首先溴溶液在JBR吸收反应器中吸收烟气中的二氧化硫得到溴化氢和硫酸混合液,该混合液一部分经过浓缩器与140~180℃的烟气相混合吸收热量,使混合液中的溴化氢和水得到充分的挥发,随着烟气返回JBR吸收反应器,被吸收液固定下来,浓缩器中即可得到高浓度的硫酸;同时电解液流经电解池在一定的电解电压电流密度下电解得到单质溴和氢,一定浓度的溴溶液重新返回JBR吸收反应器,使吸收器中的溴溶液保持一定的浓度范围,有效地吸收烟气中的二氧化硫,如此往复循环,而烟气经过脱硫后再经除雾器除去其中的酸性雾滴,使之得到进一步的净化再排入大气,其反应方程如下:氧化吸收反应式为:Br2+SO2+2H2O→2HBr+H2SO4电化学反应方程式为:2HBr+2e→H2+Br2该方法除二氧化硫不仅能够得到较纯净的浓硫酸而且能够得到非常高的脱硫率。

其脱硫率主要受电解液、吸收液特征的影响,电解液温度在60℃可以得到最好的电流密度,溶液的酸度越大,溴化氢的电解效率越高,对反应越有利。

使用该法不产生废水和废渣,可以避免其他的干法、湿法等脱硫技术所带来的二次污染问题。

国内的李晓暄[8]等人对该法进行了改进,用电解电位较低的I2/I-代替Br2/Br-,结果发现在节省近一半的电量的情况下依然可以达到95%的脱硫率。

1.4用气体扩散电极直接氧化二氧化硫图3对碳气体扩散电极进行修饰后的电解装置在贵金属及其氧化物的电极或石墨电极上对SO2的电化学氧化及其机理进行了大量的研究[9~10],在Pt电极上的电化学氧化研究表明其可能的机理为两步:首先是在低的阳极极化下直接的电子转移过程,接着是在高的阳极极化下表面金属氧化物对SO2的氧化作用,Rsdjushina等[11]进行了用双-苯并四氮杂奥钴(CoTAA)催化的模型碳气体扩散电极(g.d.e.)电化学氧化低浓度SO2的研究。

结果表明在2~20 mol·dm-3H2SO4溶液中,氧化反应的级数接近l,SO2的电化学氧化反应为:SO2+2H2O→H2SO4+2H++2e进一步对SO2气体在经钴的螫合物催化了的碳的气体扩散电极上的氧化反应研究发现[8],这类电极具有自好的电化学特性,但其最大的缺点是它们对SO2气体具有相当高的渗透性,为解决这一问题Nikolov等[11]用酞菁钴(CoPc)对碳气体扩散电极进行了修饰,并在SO2气体中混合空气则可以解决在SO2的电氧化过程中产生SO2向电解质溶液的渗透现象。

电解装置见图3,其中对电极用碳化钨(WC)制成,电解均于室温下进行。

结果表明在SO2与空气的混合气体中SO2的体积分数在1%以下时,SO2可以100%地被氧化,即使电解纯的SO2气体,SO2的电解氧化程度也可达到约77%。

此外Nikolov等还建立了氧化反应速率与SO2在空气中的体积分数浓度(上限为0。

3%)之间的直线关系。

2电化学去除氮氧化物技术NOx废气常见治理方法通常有改进干法和湿法两种,干法包括催化还原法、非催化还原法、吸附法和等离子法等[12-15],湿法包括各种溶液吸收、包括氧化吸收、液相还原吸收和络合吸收等[16]。

碱液吸收去除率较高,但吸收过程受到化学平衡控制,且吸收液不能循环使用,易形成二次污染,对NO为主的废气吸收效率较低。

研究采用一种新的电极反应器处理NOx有害废气。

该处理工艺是把被处理气体导入有多对网状电极叠加的电解反应器,在板电极上加电流后,电极表面发生电化学反应,产生了具有强氧化性的HO·,O2·等自由基和H2O2,这些强氧化性物质与NO发生化学反应,最终把NO转化为易吸收的物质,达到净化气体的目的。

高林等人[17]采用电化学反应器对去除NO废气进行了实验研究,反应器由5对网状电极叠加组成,极板间距为50 mm。

吸收液为氯化钠溶液,模拟NO废气由标准质量浓度混合气提供。

实验考察了电流密度、气体在反应器内的停留时间等因素对NO去除率的影响。

研究表明:采用电化学反应器对去除NO废气实验,NO在反应器中有一定的去除效果。

当电流密度在0.08 A/cm2和气体流量为2 000 mL/min时,对质量浓度为674 mg/m3NO废气的去除率超过50%。

实验发现提高电流密度降低吸收液的pH值可以促进NO 的去除,选取氯化钠溶液作为吸收液,其处理效果明显强于硫酸钠溶液,主要是吸收液在电解情况下会有氯气产生,溶于水生成氧化性极强的次氯酸。

吸收液的pH值会随着电解进行而降低,大约2 h后趋于稳定,稳定在2.5左右。

3等离子体技术处理挥发性有机废气的技术等离子体中存在大量活性粒子,可以使难降解的污染物转化,所以等离子体技术是近年来污染控制技术研究的热点。

研究结果表明,等离子体是一种效率高、能耗低、适用范围广的污染物净化手段。

从节省能源出发,气体净化过程采用低温等离子体。

Yong-HongSong等[18],应用非热平衡等离子体法来处理甲苯和丙烷。

因为甲苯和丙烷的吸附性能不同,所以分别利用填满了玻璃、大孔γ-Al2O3和分子筛5A的床层处理,都能获得很高的去除率。

升温虽然导致吸附性能有所下降,但仍能提高去除率。

同时,γ-Al2O3床对于副产品O3和HNO3都有很好的去除率。

Koichi Hirota等[19],利用电子束照射了20种VOCs 以研究待处理物质的化学结构对处理效果的影响,研究发现通过化学结构可以推算出90%处理率时所需的电子束能。

相关文档
最新文档