一种铁碳微电解电化学分析装置及利用该装置分析煤热解废水中酚类物质氧化还原反应方法制造方法及图纸

一种铁碳微电解电化学分析装置及利用该装置分析煤热解废水中酚类物质氧化还原反应方法，涉及废水处理技术领域。本发明专利技术的目的是为了进一步研究铁碳微电解的电化学反应过程以及其对煤热解废水酚类物质氧化还原反应的作用。方法：启动磁力搅拌装置和微孔爆气装置，通过电化学工作站进行循环伏安曲线数据采集和分析，记录电流、电压以及氧化还原电位变化，监测微电解处理煤热解废水中酚类物质的电化学氧化还原动态变化，通过产生的氧化峰和还原峰的变化评价酚类物质的电化学氧化还原反应行为。本发明专利技术可获得一种铁碳微电解电化学分析装置及利用该装置监测分析煤热解废水中酚类物质氧化还原反应方法。

An iron carbon micro electrolysis electrochemical analysis device and its application in the analysis of oxidation-reduction reaction of phenols in coal pyrolysis wastewater

【技术实现步骤摘要】
一种铁碳微电解电化学分析装置及利用该装置分析煤热解废水中酚类物质氧化还原反应方法
本专利技术涉及废水处理
，具体涉及铁碳微电解电化学分析装置及利用该装置分析煤热解废水中酚类物质氧化还原反应方法。
技术介绍
煤热解废水是典型的含酚浓度高、难降解、有毒工业废水，其复杂的酚类化合物已成为国内外煤热解废水治理领域中优先处理和控制的有机污染物。目前，多种物化工艺与生物工艺技术被广泛应用于煤热解废水中酚类物质的降解，其中铁碳微电解技术能够有效强化煤热解废水中酚类物质的降解效能而受到广泛关注。铁碳微电解技术以腐蚀电化学原理为基础，根据铁碳微电解的电极反应式(1)-(3)可知，以电极电位较低的铁为阳极，以电极电位较高的颗粒碳组分为阴极，以废水为电解质溶液，形成无数的微观原电池，并伴随着一系列的电化学氧化还原反应，从而实现废水中的有机污染物的高效降解和转化。但是，关于铁碳微电解电化学反应过程的变化规律以及对煤热解废水中酚类物质降解的机制的研究甚少。铁碳微电解的电极反应式为：阳极反应：Fe-2e→Fe2+，E0(Fe2+/Fe)＝-0.44V(1)阴极反应：无氧条件：2H++2e→H2，E0(H+/H2)＝0.00V(2)有氧条件：O2+4H++4e→2H2O，E0(O2/H2O)＝1.23V(酸性介质)(3)。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了进一步研究铁碳微电解的电化学反应过程以及其在煤热解废水酚类物质降解中发挥的作用，提供了一种铁碳微电解电化学分析装置及利用该装置分析煤热解废水中酚类物质氧化还原反应方法。一种铁碳微电解电化学分析装置，包括铁碳微电解反应池、工作电极、对电极、参比电极、微孔曝气装置、磁力搅拌装置和电化学工作站；所述铁碳微电解反应池的底部设置有磁力搅拌装置，铁碳微电解反应池内盛装有煤热解废水，铁碳微电解反应池的底部设置有微孔曝气装置，工作电极、对电极和参比电极置于煤热解废水中，工作电极、对电极和参比电极通过电路分别与电化学工作站电连接，铁碳微电解反应池的底部侧面分别开设有进水管和出水管，铁碳微电解反应池的上方设置有上盖。利用一种铁碳微电解电化学分析装置分析煤热解废水中酚类物质氧化还原反应方法，按以下步骤完成：一、将煤热解废水的pH调节至6.0～6.5，电导率调节至2800μS/cm～3000μS/cm；经进水管向铁碳微电解反应池中加入煤热解废水，启动磁力搅拌装置和微孔曝气装置，将煤热解废水中的溶解氧浓度控制在0.2mg/L～4.5mg/L；二、将工作电极、对电极和参比电极置于煤热解废水中，将工作电极、对电极和参比电极通过电路分别与电化学工作站电连接，启动电化学工作站进行循环伏安分析，利用计算机中的电化学分析软件设置循环伏安法的检测条件，运行程序并记录电流-电势变化，酚类物质在电极上交替发生不同的氧化反应和还原反应的电化学反应信号将通过计算机终端输出而形成循环伏安曲线，通过分析循环伏安曲线中氧化峰和还原峰的变化规律，完成煤热解废水中酚类物质微电解氧化还原反应行为的监测与分析。本专利技术的有益效果：一、本专利技术中，铁棒阳极与石墨棒阴极在煤热解废水中构成微观原电池，煤热解废水中酚类物质在此原电池作用下发生一系列的氧化还原反应，反应过程中可通过由石墨棒工作电极、铁棒对电极和饱和甘汞电极组成的三电极系统与电化学工作站连接，利用电化学工作站的循环伏安检测方法将电化学信号通过计算机终端输出而形成相应的氧化峰和还原峰谱图，从而完成实时快速监测铁碳微电解反应过程中煤热解废水中酚类物质的氧化还原反应行为。二、本专利技术一种铁碳微电解电化学分析装置，结构简易，操作简单，能够通过酚类物质在电极上的氧化还原反应直观反应铁碳微电解的电化学反应过程，从而为探究微电解技术降解煤热解废水中酚类物质的作用机制提供一种有效手段。三、本专利技术利用一种铁碳微电解电化学分析装置分析煤热解废水中酚类物质氧化还原反应方法，可以方便地拓展应用于煤热解废水中其他有机污染物及其它废水中有机物的微电解电化学反应过程的实时监测分析。本专利技术可获得一种铁碳微电解电化学分析装置及利用该装置分析煤热解废水中酚类物质氧化还原反应方法。附图说明图1为实施例一一种铁碳微电解电化学分析装置的示意图；其中，1为铁碳微电解反应池，2为对电极，3为参比电极，4为工作电极，5为微孔曝气装置，6为曝气泵，7为磁力搅拌装置，8为进水管，9为出水管，10为电化学工作站。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式一种铁碳微电解电化学分析装置，包括铁碳微电解反应池1、工作电极4、对电极2、参比电极3、微孔曝气装置5、磁力搅拌装置7和电化学工作站10；所述铁碳微电解反应池1的底部设置有磁力搅拌装置7，铁碳微电解反应池1内盛装有煤热解废水，铁碳微电解反应池1的底部设置有微孔曝气装置5，工作电极4、对电极2和参比电极3置于煤热解废水中，工作电极4、对电极2和参比电极3通过电路分别与电化学工作站10电连接，铁碳微电解反应池1的底部侧面分别开设有进水管8和出水管9，铁碳微电解反应池1的上方设置有上盖。本实施方式的有益效果：一、本实施方式一种铁碳微电解电化学分析装置，结构简易，操作简单，能够通过酚类物质在电极上的氧化还原反应直观反应铁碳微电解的电化学反应过程，从而为探究微电解技术降解煤热解废水中酚类物质的作用机制提供一种有效手段。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：所述微孔曝气装置5通过穿设在铁碳微电解反应池1侧壁的管路与曝气泵6连通。其他步骤与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同点是：所述工作电极4为石墨棒阴极，对电极2为铁棒阳极，参比电极3为饱和甘汞电极，所述石墨棒阴极的直径为0.5cm，长度为5cm；所述铁棒阳极的直径为0.5cm，长度为5cm。其他步骤与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：利用一种铁碳微电解电化学分析装置分析煤热解废水中酚类物质氧化还原反应方法，按以下步骤完成：一、将煤热解废水的pH调节至6.0～6.5，电导率调节为2800μS/cm～3000μS/cm；经进水管8向铁碳微电解反应池1中加入煤热解废水，启动磁力搅拌装置7和微孔曝气装置5，将煤热解废水中的溶解氧浓度控制在0.2mg/L～4.5mg/L；二、将工作电极4、对电极2和参比电极3置于煤热解废水中，将工作电极4、对电极2和参比电极3通过电路分别与电化学工作站10电连接，启动电化学工作站10进行循环伏安分析，利用计算机中的电化学分析软件设置循环伏安法的检测条件，运行程序并记录电流-电势变化，酚类物质在电极上交替发生不同的氧化反应和还原反应的电化学反应信号将通过计算机终端输出而形成循环伏安曲线，通过分析循环伏安曲线中氧化峰和还原峰的变化规律，完成煤热解废水中酚类物质微电解氧化还原反应行为的监测与分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁碳微电解电化学分析装置，其特征在于所述铁碳微电解电化学分析装置包括铁碳微电解反应池(1)、工作电极(4)、对电极(2)、参比电极(3)、微孔曝气装置(5)、磁力搅拌装置(7)和电化学工作站(10)；所述铁碳微电解反应池(1)的底部设置有磁力搅拌装置(7)，铁碳微电解反应池(1)内盛装有煤热解废水，铁碳微电解反应池(1)的底部设置有微孔曝气装置(5)，工作电极(4)、对电极(2)和参比电极(3)置于煤热解废水中，工作电极(4)、对电极(2)和参比电极(3)通过电路分别与电化学工作站(10)连接，铁碳微电解反应池(1)的底部侧面分别开设有进水管(8)和出水管(9)，铁碳微电解反应池(1)的上方设置有上盖。/n

【技术特征摘要】
1.一种铁碳微电解电化学分析装置，其特征在于所述铁碳微电解电化学分析装置包括铁碳微电解反应池(1)、工作电极(4)、对电极(2)、参比电极(3)、微孔曝气装置(5)、磁力搅拌装置(7)和电化学工作站(10)；所述铁碳微电解反应池(1)的底部设置有磁力搅拌装置(7)，铁碳微电解反应池(1)内盛装有煤热解废水，铁碳微电解反应池(1)的底部设置有微孔曝气装置(5)，工作电极(4)、对电极(2)和参比电极(3)置于煤热解废水中，工作电极(4)、对电极(2)和参比电极(3)通过电路分别与电化学工作站(10)连接，铁碳微电解反应池(1)的底部侧面分别开设有进水管(8)和出水管(9)，铁碳微电解反应池(1)的上方设置有上盖。


2.根据权利要求1所述的一种铁碳微电解电化学分析装置，其特征在于所述微孔曝气装置(5)通过穿设在铁碳微电解反应池(1)侧壁的管路与曝气泵(6)连通。


3.根据权利要求1所述的一种铁碳微电解电化学分析装置，其特征在于所述工作电极(4)为石墨棒阴极，对电极(2)为铁棒阳极，参比电极(3)为饱和甘汞电极，所述石墨棒阴极的直径为0.5cm，长度为5cm；所述铁棒阳极的直径为0.5cm，长度为5cm。


4.利用如权利要求1所述的一种铁碳微电解电化学分析装置分析煤热解废水中酚类物质氧化还原反应方法，其特征在于该方法按以下步骤完成：
一、将煤热解废水的pH调节至6.0～6.5，电导率调节为2800μS/cm～3000μS/cm；经进水管(8)向铁碳微电解反应池(1)中加入煤热解废水，启动磁力搅拌装置(7)和微孔曝气装置(5)，将煤热解废水中的溶解氧浓度控制在0.2mg/L～4.5mg/L；
二、将工作电极(4)、对电极(2)和参比电极(3)置于煤热解废水中，将工作电极(4)、对电极(2)和参比电极(3)通过电路分别与电化学工作站(10)电连接，启动电化学工作站(10)进行循环伏安分析，利用计算机中的电化学分析软件设置循环伏安法的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘治华，肖万才，韩洪军，麻微微，周洪义，朱海兴，徐春艳，朱昊，
申请(专利权)人：哈密天合投资有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65