项目名称: 光伏驱动介孔炭块电极还原芳香硝基化合物的机理研究

项目编号: No.51308284

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 建筑科学

项目作者: 朱兆连

作者单位: 南京工业大学

项目金额: 25万元

中文摘要: 电催化还原技术绿色清洁、操作简便,是将难降解芳香硝基化合物转化为易降解芳香胺化合物的最有效途径之一。针对现有电催化还原水处理技术存在电极催化还原能力不强和电化学反应器界面传质阻力大、能耗高的缺陷,本项目提出采用酚醛树脂为原料,聚醚为软模板剂,赖氨酸或乙二胺为催化剂,控制树脂合成和高温炭化条件,制备快速传质、高催化性能的介孔炭块电极,构建以清洁能源-光伏太阳能驱动的三维电极电催化还原反应器,处理废水中的芳香硝基化合物。太阳能与高性能介孔炭块电极结合会明显提高芳香硝基化合物的还原效果,降低水处理成本。借助微观结构表征和工艺参数考察,阐明芳香硝基化合物在三维介孔炭块电极上的吸附-还原耦合机理,为提高电化学还原水处理技术效能,促进其在难降解有机废水处理中的应用提供理论依据和技术支持。

中文关键词: 介孔炭;电催化;硝基苯;还原;

英文摘要: Electrochemical reduction is one of the promising approaches transforming recalcitrant nitroaromatic compounds into biodegradable aromatic amines due to its environmental compatibility and amenability to automation. The process has disadvantages of poor catalytic activity of electrode materials, large interface mass transfer resistance in electrochemical reactors and high energy cost in wastewater treatment. In this research, hierarchical ordered mesoporous carbon monoliths with high mass transfer rate and calalytic performance are prepared by using phenolic resins as precursor, pluronic F-127 as soft template and 1,6-diaminohexane or lysine as catalyst under certain polymerization and carbonization conditions. The electrochemical reactor is constructed with three-dimensional mesoporous carbon monoliths as electrode and driven with photovoltaic solar energy to reduce nitroaromatic compounds. Combination of renewable solar energy with high-performance mesoporous carbon monoliths electrode can remarkably improve reduction efficiency and cut down water treatment cost. Adsorption-catalytic reduction coupling mechanism of nitroaromatic compounds on three-dimensional electrode is elucidated by systematically investigating electrode microstrucures and process parameters. The result can heighten the efficiency of elect

英文关键词: mesoporouse carbon;electrocatalysis;nitrobenzene;reduction;

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