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實(shí)驗名稱(chēng)：功率放大器在污泥電動(dòng)修復技術(shù)電解裝置中的應用 實(shí)驗目的： 一步法去除、回收城市污泥中的Pb，力求實(shí)現重金屬污染城市污泥無(wú)選擇的去除，有選擇的回收。 實(shí)驗設備： 實(shí)驗內容： 本次實(shí)驗中為輸出特定頻率、幅值的方波電源，選用函數信號發(fā)生器和功率放大器組合構建電源系統,同時(shí)配備高精度示波器保證輸出電源的準確性。欲實(shí)現鉛污染污泥的一步法電動(dòng)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混合修飾碳氈電極的基礎上，本次實(shí)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(shí)驗裝置的自組裝可替換自摻雜聚苯胺/碳粉Nafion混合修飾碳氈電極，構建了新型的污泥電動(dòng)修復裝置。 實(shí)驗過(guò)程： （1）實(shí)驗裝置搭建 （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  b(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(dòng)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 調節裝置供電系統，確定電源輸出方波幅值為-9V-0V(以陰極為例)，設置EF-1、EF-2、EF-3、EF-4、EF-5、EF-6六組實(shí)驗，對應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(guān)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，設置三組平行實(shí)驗，測定溶液中重金屬的總量。 實(shí)驗結果： （1）隨設置電壓梯度的逐漸加大，pH下降的幅度越來(lái)越大，也越快達到最終的電解平衡，但最終pH值相差不大，都在1.9左右。 （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(jià)的形式存在，除去電荷數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(wèn)題，此時(shí)污泥室中的Pb離子的含量遠遠大于Zn、Cu，這可能是Zn、Cu去除率下降的原因。 （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，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(guò)高，且活性物質(zhì)本身對Zn、Cu也表現有吸附性的原因。 （4）也解后的碳氈電極的掃描電鏡(SEM）圖譜分析 實(shí)驗結論：驗證了一步法電動(dòng)遷移-捕集-釋放城市污泥中重金屬污染物的可行性。 |
