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地下水作为人类的重要水源,近些年由于含氮化肥的施用及生活污水排放等原因,导致地下水硝酸盐严重超标。地下水硝酸盐污染不仅会造成水体的富营养化,还在威胁着人类的身体健康,故世界卫生组织在饮用水水质标准中规定硝酸盐氮的浓度应不超过10mg/L。经过研究发展起来的硝酸盐氮的处理方法有很多,包括生物法、物化法和电催化法等,都各有优劣。电催化法以其绿色环保、无二次污染等优点在处理硝酸盐氮方面极具前景,本文着重研究电催化还原去除水中的硝酸盐氮。 前人研究证明在电催化技术中,电极材料的选用极为关键,一方面选用的电极必须满足“绿色环保”,在使用过程中不易被腐蚀脱落,不能在水体中产生有毒有害物质;同时为了提高反应速率应加入合适的催化剂。故本文在选用金属电极的基础上增加碳纳米管膜电极来构造新型的电催化还原反应器,改变了传统的二维平行板电极系统模式。采用真空抽滤法制备膜电极并将其作为阴极,利用连续流动板框式电化学过滤器对NO3-进行电还原。通过控制施加不同电压、是否加入催化剂和电解质等条件,优化电还原去除硝酸盐氮的效率。实验结果表明,反应电压增大为2.5V、加入铜催化剂和硫酸钠作为电解质能提高反应效率,最高去除效率为82%,平均去除效率能达到65%。 本研究对推动电催化还原硝酸盐氮具有一定作用,并在文章最后对该技术在处理硝酸盐存在的问题和技术缺陷等进行了探讨和展望。