GA基阴极的制备及其对有机废水降解的研究

发布时间：2021-04-09 08:05

　　电-芬顿氧化体系是近几年来兴起的一种高级氧化技术。由于传统的电-芬顿阴极材料存在催化能力有限,pH值适用范围较窄,Fe²⁺再生困难等缺点,因此电-芬顿阴极材料的研究引起了众多研究者的关注。由于石墨烯气凝胶具有高孔隙率、高比表面积及优异的导电性能等特点,本论文采用还原自组装法和冷冻干燥法制备了石墨烯气凝胶（GA）,以石墨烯气凝胶为载体将其分别与Fe、Cu、Fe/Cu双金属共同掺杂负载,采用水热还原法及自然干燥法成功制备了金属Fe掺杂石墨烯气凝胶（Fe-GA）、金属Cu掺杂石墨烯气凝胶（Cu-GA）、双金属Fe/Cu共掺杂石墨烯气凝胶（Fe/Cu-GA）。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、拉曼光谱（Raman）、X射线光电子能谱分析（XPS）等对GA及改性GA的结构及性质进行了表征,说明GA及金属掺杂GA具有良好的催化性能。将所制备的GA、Fe-GA、Cu-GA、Fe/Cu-GA分别作为电-芬顿阴极,利用GA本身具备的电吸附性能及金属之间的协同作用,获得高催化活性的电阴极材料,最终实现改性石墨烯气凝胶电极对传统电-芬顿中的应用pH值范围的扩大、H... 

【文章来源】：西安工业大学陕西省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

工艺流程图

2 石墨烯气凝胶阴极的制备、表征及应用点。随着石墨烯片层数的增加，电导率会相应地下降，由于本我们制备的石墨烯为单层，所以使得石墨烯气凝胶具有良好的导电率。石墨烯气凝胶的 SEM 如图 2.1 (b)所示，从图中可以清楚地看出 GA 材料由石墨烯片层相互堆叠形成的三维大孔结构[29]。这由于在冷冻干燥的过程中，石墨烯片层受到了冰晶的推动作用，从而重新组装形成孔结构[30,31]。

图 2.2 (a)GO, GH, GA 的红外谱图；(b)GO, GH, GA 的拉曼谱图；(c)GO, GH, GA 的 XRD 谱图；(d)GO,GH, GA 的热重图如图 2.3 所示，我们分别对 GO、GH、GA 做了相应的 XPS 分析。图 2.3 (a)显示，相比 GO 的 XPS 谱图，GH 和 GA 均有一个位于 399 eV 处新的 N 元素峰。同时，位于 530 eV处的氧元素峰强度有了特别明显的下降，这种现象说明在乙二胺的还原过程中，不仅有氧原子的消除，同时还有氮元素的加入。为了更深入地探索还原自组装法对 GO 的影响，我们对 GO、GH 与 GA 的 C1s 谱进行了进一步的分析，如图 2.3(b)、(c)和(d)所示。从图中可以明显地看出，属于氧元素的位于 286.7 eV 和 288.7 eV 处的 C-O/C-O-C 和 O-C=O 特征峰在 GH/GA 的 C1s 谱图中有了特别突出的下降，与此同时，在 GH 与 GA 的 C1s 谱图中出现了两个新的位于 285.9 eV 和 288 eV 处的 C-N 和 NH-C=O 特征峰，这一现象说明在还原自组装的过程中，乙二胺会发生链接或者是酰胺化的副反应[38]。


本文编号：3127258