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 10:05
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。
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1、硝基苯类废水常见处理方法及现状
1.1 吸附法
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
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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; #160; #160; #160; #160; #160; #160; #160; #160; #160; #160; |
