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功率放大器在Pb汙染城市汙泥電動性能研究中的應用

作者:Aigtek 閱讀數:0 发布时间:2021-05-21 00:00:00

實驗名稱:功率放大器在汙泥電動修複技術電解裝置中的應用

實驗目的:

一步法去除、回收城市汙泥中的Pb,力求實現重金屬汙染城市汙泥無選擇的去除,有選擇的回收。

實驗設備:

電源信號發生器,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、超聲波清洗機、分析天平、電熱鼓風幹燥箱等

實驗內容:

本次實驗中爲輸出特定頻率、幅值的方波電源,選用函數信號發生器和功率放大器組合構建電源系統,功率放大器放大信號,同時配備高精度示波器保證輸出電源的准確性。欲實現鉛汙染汙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混合修飾碳氈電極的基礎上,本次實驗借鑒斯坦福大學崔屹教授課題組所發表刊物中原理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混合修飾碳氈電極,構建了新型的汙泥電動修複裝置。

實驗過程:

(1)實驗裝置搭建

 功率放大器

功率放大器功率放大器

2)鉛硝酸鹽汙染汙泥的制備

      配置1000mg/LPb(NO3)2用作污染剂,按污泥:Pb(NO3)2~2:3的比例,取900 mL污染剂加入600g污泥中,混合后用电动搅拌器以400 r/mind的速度常温下搅拌24h,即得到待处理铅污染污泥。

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爲-9V-0V(以阴极为例),设置EF-1、EF-2、EF-3、EF-4、EF-5、EF-6六组实验,对应改变电源输出方波频率分别为100 Hz、200 Hz、300 Hz、400 Hz、500 Hz、600 Hz。觀察陰極重金屬離子沈積情況。

(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,設置三組平行實驗,測定溶液中重金屬的總量。

 

實驗結果:

 

1)隨設置電壓梯度的逐漸加大,pH下降的幅度越來越大,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。

功率放大器应用

(2)汙泥電解前後重金屬含量的變化

     污泥中Pb、Cu和Zn離子最有可能以二價的形式存在,除去電荷數對遷移順序和速率的影響後,汙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,此時汙泥室中的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。

功率放大器

(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,基本全部转移至阴极表面,这归功于与活性物质与Pb之间优异的电化学响应,而除Pb之外,铜、和锌也部分沉积在电极表面,这是由于污泥中原始Zn、Cu对的含量过高,且活性物质本身对Zn、Cu也表现有吸附性的原因。

Aigtek功率放大器

4)電解後的碳氈電極的掃描電鏡(SEM)圖譜分析

Aigtek功率放大器

實驗結論:驗證了一步法電動遷移-捕集-釋放城市汙泥中重金屬汙染物的可行性。

      本文實驗素材由西安安泰電子整理發布,如想了解更多實驗方案,請持續關注安泰官網www.aigtek.com。Aigtek是國內專業從事測量儀器研發、生産和銷售的高科技企業,一直專注于功率放大器、功率放大器模塊、功率信號源、計量校准源等測試儀器産品的研發與制造。 


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