青岛科技大学大学生创新创业训练计划项目

季度检查报告

学 校 项目名称 项目负责人 项目级别 青岛科技大学 项目编号 201710426013 电促Fenton氧化法降解废水中有机污染物研究 李东霞 国家级 □校级 一、项目进展情况及取得成果（按照项目研究工作计划逐一对照填写） 项目进展情况 主要研究阶段 (起止时间) 2017.06～2017.07 ①制备阴、阳电极； ②绘制铁、过氧化氢标准曲线； ③探究Fe3+还原效率的电压条件 ④探究H2O2分解效率的电压条件 项目研究成果（已取得的成果） 序号 项目成果名称 成果形式 （√ ）按计划进行、（ ）进度提前、（ ）进度滞后 研究内容 查阅文献资料，制定实验方案 完成情况 按计划进行，完成良好 2017.08 按计划进行，完成良好 1 制得钛基氧化物涂层阳极电极、多壁碳纳米管阴极电极 实物 2 Fenton氧化反应所需的最佳反应条件研究 研究报告 二、项目季度报告 1. 项目进展情况 该项目主要分为以下内容： ① 制备钛基氧化物涂层阳极电极和碳纳米管阴极电极及性能研究； ② 以电压变量探究Fe3+还原效率高、H2O2分解速率慢的最佳氧化条件； ③ 揭示最佳条件下在传统Fenton氧化体系和本项目所采用电促Fenton氧化体系中H2O2浓度及H2O2与Fe3+的摩尔比对降解有机物（以4-硝基酚为模拟污染物）的影响规律； ④ 比较两种氧化体系的性能（以对有机物的降解速率、降解程度体现）； ⑤ 总结电促Fenton氧化体系对有机物的降解情况，提出并实施改进措施，再次进行性能测试，以完善电促Fenton氧化体系。 目前已完成前两项。成功制得性能良好的钛基氧化物涂层阳极电极和多壁碳纳米管阴极电极；通过对比不同条件下Fe3+还原效率及H2O2分解速率，确定了进行Fenton氧化反应的最佳电压条件。 第三项正在进行中，目前已完成4-硝基酚（模拟污染物）标准曲线的绘制。 2. 项目研究已取得的阶段性成果 ① 电极的制备与测试：制备了钛基氧化物涂层阳极电极和多壁碳纳米管阴极电极，并对其分别进行测试，验证得到两电极稳定性、导电性等性能均优异； 图1 钛基氧化涂层阳电极（左）和多壁碳纳米管阴极电极（右） ② 成功绘制标准曲线： Fe3+标准曲线：y=5.4174x+0.0205,R2=0.9995，式中x为的Fe3+浓度（mg/l）, y为吸光度； H2O2标准曲线：y=0.0193x+0.0056,R2=0.9988，式中x为H2O2的浓度（mg/l）, y为吸光度； 4-硝基酚标准曲线：y=0.1271x+0.01467,R2=0.9991，式中x为4-硝基酚的浓度（mg/l）, y为吸光度。 ③ 在pH值为2.8（Fenton反应最适值）时，分别进行不同电压条件下Fe3+还原实验及H2O2分解实验，综合分析得到电压为1.0V为Fenton氧化反应的最佳反应条件（见图2）； 图2 不同电压下Fe3+的转化率 3. 主要问题及应对措施 ① 阴极电极使用一段时间后表面些许碳纳米管脱落 阴极制备过程打磨不充分、碳纳米管涂布不均匀等，均会导致碳纳米管的脱落，从而影响实验效率。在制备多壁碳纳米管阴极电极时需要将石墨电极用粗砂纸打磨，使其表面存在一定的粗糙度能使碳纳米管充分附着在石墨电极上，蒸馏水清洗后用碳纳米管进行多次涂覆，使之在石墨电极表面分布均匀。最后在阴凉处充分风干，使碳纳米管充分嵌入石墨电极，在一定程度可解决碳纳米管脱落的现象。 ② 阴极电位控制欠缺 为减少最终铁泥的产生量，需要控制阴极电位在0.3V左右，另外为了最大程度的利用过氧化氢，还需使阴极电位低些，使得在阴极氧气可还原为H2O2。多次改变电压，得到相对较好的电压条件为1.0V，但由于此时阴极电位并无法持续保持在0.3V，使得还原效率只有67.32%，另外此电压下，也将有19.27%的H2O2不能被利用。将设法尽量使得阴极电位保持稳定，提高还原效率，减少损耗。 三、经费使用明细情况 项目获批总经费： 10000 元 项目经费开支情况 名目 论文版面费 专利申请费 调研、差旅费 打印、复印费 资料费 试剂等耗材费 用途 交通费用等 相关材料打印、复印、装订等 电子书库论文下载、相关资料购买查阅所需等 碳纳米管粉末、过氧化氢试剂、去离子水等 金额 0 0 100 150 150 1500 3000 400 备注 已使用项目研究经费： 5300 元 已报销金额： 0 元 未报销金额： 5300 元

元器件、软硬件测试、紫外可见分光光度计、pH计、玻璃仪器等 小型硬件购置费 其它 四、项目后期具体工作计划 1. 2017.09~2018.01 实验用品 ①绘制4-硝基酚标准曲线； ②实验中改变H2O2的浓度，通过测量其吸光度并且利用4-硝基酚标准曲线来定量计算出4-硝基酚浓度，从而确定H2O2浓度对降解4-硝基酚的影响规律； ③实验中改变H2O2与Fe3+的摩尔比，通过测量吸光度并且利用4-硝基酚标准曲线来定量计算出4-硝基酚浓度，从而确定H2O2与Fe3+的摩尔比对降解4-硝基酚的影响规律； ④比较电促Fenton氧化体系和传统Fenton体系的性能。 2. 2018.03 总结电促Fenton氧化体系对有机物的降解情况，并提出改进措施，对其进行完善。 五、指导教师意见： 项目立题依据充分，研究目标明确，研究内容饱满，实验方案设计合理。现已完成部分工作，项目进展顺利，预期能够取得理想成果。 指导教师签字： 年 月 日 六、学院审核意见（盖章）： 季度检查结果类别 （请在对应结果中打“√”） 通过 限期整改 不合格