秸秆基活性碳阴极的制备及电催化降解苯酚的研究

发布时间：2020-06-25 15:08

【摘要】：苯酚作为有机水污染物对环境与人类健康造成了巨大威胁,其具有难处理、毒性大、易产生二次污染等特点,电催化高级氧化技术(EAOPs)作为一种利用阴阳极协同作用产生自由基等活性物质的处理技术,可以对有机物进行催化降解,但在降解过程中存在阴极不稳定、效率低等问题,因此稳定且高效的阴极的研究成为热点。生物质通过处理得到的生物质碳具有优异的孔隙结构,稳定且导电性好,因此将其作为EAOPs阴极有待研究。本文以芦苇秸秆为碳源,通过炭化、活化的方法制备了芦苇秸秆活性碳(RSAC)材料,通过共沉淀、碳化、活化的方法,以脲素为氮源、高锰酸钾为锰源制备了氮掺杂二氧化锰/芦苇秸秆活性碳(N-MnO_2/RSAC)复合材料。芦苇秸秆本身具有的孔隙结构经过进一步热、碱与负载改性的处理使材料得到了高达2346.88 cm~2 g~(-1)与3434.81 cm~2 g~(-1)的比表面积,且制备出的两种阴极材料含有丰富的活性位点与含氧官能团、良好的导电性,这都有效地保障了材料的电催化活性与自由基的产量。N与MnO_2被成功负载到芦苇秸秆碳上,提高了芦苇秸秆碳的稳定性与氧还原性。以RSAC材料与N-MnO_2/RC复合材料为阴极,以Ti/TrO_2/RuO_2网为阳极,建立电降解体系,对苯酚模拟废水进行电催化研究,并对其降解机理给出了合理解释。结果表明,当电流密度为30 mA cm~( 2)、溶液初始pH值为体系pH值、电解质浓度为0.1 mol L~( 1)时,对初始浓度为100 mg L~( 1)的苯酚降解120 min后,RSAC阴极降解率为93.06%,6 h内COD从323.70 mg L~( 1)降到95.48 mg L~( 1);N-MnO_2/RSAC复合阴极降解率为97.35%,5 h内COD从300.20 mg L~( 1)降到42.69 mg L~( 1)。
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB33;O646.5;X703
【图文】：

阴极,一维纳米材料,共轭效应,气体扩散

观察到 RhB 被氧化成一些小分子如 CO2、羧酸与胺，在性能测试，结果表明，H2O2在中性条件下比在酸性条件下进产生 OH 产生降解污染物， OH 可以裂解 N-N 键。管阴极碳纳米管（CNTs）是一种一维纳米材料，质量轻，CNTs 每层之间约 0.34 nm，直径大概为 2-20 nm 不等。可以形成许多离域 π 键，表现出明显的共轭效应，因此 C能，与此同时因为 CNTs 结构与石墨的片层结构相同，所Ts 在各个领域都有广阔的应用前景。Zhang[66]等人制备管阴极（NCNT）在 EF 系统中对甲基橙进行降解，取得很时表现良好，证明 CNTs 是一种有前景的 EF 系统阴极材料T-PTFE 气体扩散阴极对碱性黄（BY2）进行降解，当电流 BY2 的脱色率达到 96 %，6 h 后 TOC 衰减率为 92 %，通间产物，提出了矿化顺序如图 1-2 所示。

分析装置,三电极体系,活性碳,实验材料

章实验材料及方法试（Cyclic voltammetry ex析。采用三电极体系对材，秸秆基活性碳电极、Pt极和参比电极。分析装置图 mV·s-1的扫描速率（V vs S抗测试（Electrochemical im分析。同样采用上述体系。CHI700eWE RE CE

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