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安泰電子功率放大器在Pb污染城市污泥電動遷移-捕集-釋放的性能研究中的應(yīng)用
西安安泰電子科技有限公司
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實驗名稱:功率放大器在污泥電動修復(fù)技術(shù)電解裝置中的應(yīng)用

實驗?zāi)康模?/p>

一步法去除、回收城市污泥中的Pb,力求實現(xiàn)重金屬污染城市污泥無選擇的去除,有選擇的回收。

實驗設(shè)備:

電源信號發(fā)生器,功率放大器,示波器,電動攪拌器,磁力攪拌器,恒溫振蕩器、PH控制器、恒溫水浴鍋離心機(jī)、超聲波清洗機(jī)、分析天平、電熱鼓風(fēng)干燥箱等

實驗內(nèi)容:

本次實驗中為輸出特定頻率、幅值的方波電源,選用函數(shù)信號發(fā)生器和功率放大器組合構(gòu)建電源系統(tǒng),同時配備高精度示波器保證輸出電源的準(zhǔn)確性。欲實現(xiàn)鉛污染污泥的一步法電動遷移-捕集-釋放,在制備了具有鉛離子高效識別性能的自摻雜聚苯胺/碳粉/Nafion混合修飾碳?xì)蛛姌O的基礎(chǔ)上,本次實驗借鑒斯坦福大學(xué)崔屹教授課題組所發(fā)表刊物中原理5%,組裝了適合本實驗裝置的自組裝可替換自摻雜聚苯胺/碳粉Nafion混合修飾碳?xì)蛛姌O,構(gòu)建了新型的污泥電動修復(fù)裝置。

實驗過程:

(1)實驗裝置搭建

圖片1.png

圖片2.png圖片3.png

(2)鉛硝酸鹽污染污泥的制備

     配置1000mg/LPb(NO3)2用作污染劑,按污泥:Pb(NO3)2~2:3的比例,取900 mL污染劑加入600g污泥中,混合后用電動攪拌器以400 r/mind的速度常溫下攪拌24h,即得到待處理鉛污染污泥。

(3)最佳輸出電源頻率的確定

     調(diào)節(jié)裝置供電系統(tǒng),確定電源輸出方波幅值為-9V-0V(以陰極為例),設(shè)置EF-1、EF-2、EF-3、EF-4、EF-5、EF-6六組實驗,對應(yīng)改變電源輸出方波頻率分別為100 Hz、200 Hz、300 Hz、400 Hz、500 Hz、600 Hz。觀察陰極重金屬離子沉積情況。

(4)最佳輸出電源幅值的確定

(5)控制電源輸出方波頻率不變,設(shè)置三組平行實驗,測定溶液中重金屬的總量。

實驗結(jié)果:

(1)隨設(shè)置電壓梯度的逐漸加大,pH下降的幅度越來越大,也越快達(dá)到最終的電解平衡,但最終pH值相差不大,都在1.9左右。

圖片4.jpg

(2)污泥電解前后重金屬含量的變化

    污泥中Pb、Cu和Zn離子最有可能以二價的形式存在,除去電荷數(shù)對遷移順序和速率的影響后,污泥中溶解的各離子濃度便成了競爭的決定因素,而由與初始含量的問題,此時污泥室中的Pb離子的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Zn、Cu,這可能是Zn、Cu去除率下降的原因。

圖片5.png

(3)陰極回收Pb2+量確定

     Pb的回收率最高,污泥室中的Pb去除后,基本全部轉(zhuǎn)移至陰極表面,這歸功于與活性物質(zhì)與Pb之間優(yōu)異的電化學(xué)響應(yīng),而除Pb之外,銅、和鋅也部分沉積在電極表面,這是由于污泥中原始Zn、Cu對的含量過高,且活性物質(zhì)本身對Zn、Cu也表現(xiàn)有吸附性的原因。

圖片6.png

(4)也解后的碳?xì)蛛姌O的掃描電鏡(SEM)圖譜分析

圖片7.jpg

實驗結(jié)論:驗證了一步法電動遷移-捕集-釋放城市污泥中重金屬污染物的可行性。


 

狀 態(tài): 離線

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