电催化氧化有机污染物过程中碳电极的腐蚀及改性研究

发布时间：2021-11-21 18:15

　　在电催化氧化研究过程中,碳材电极的腐蚀是影响电化学性能的一个关键问题。本文首先研究了石墨电极在均相电芬顿体系和阳极辅助催化氧气氧化的体系中被腐蚀的过程,探究了碳材的氧化反应对电极活性的影响。循环伏安法结果表明,碳材在均相电芬顿体系中的氧化反应是由活性氧物质引起的,在氧气参与的阳极氧化过程中,碳材的腐蚀是由电氧化和活性氧物质共同引起的。对产物进行表征发现,过程中生成了新的可溶性有机物、表面含氧物质以及CO₂。在均相电芬顿条件下,碳棒电极表面的质量变化主要是由于碳棒的表面生成含氧物质,而在氧气参与的阳极氧化过程中,碳棒的溶解程度要高于碳材发生氧化反应的程度。实验结果表明,石墨电极在均相电芬顿体系中应用的安全电压应高于-0.86 V,在阳极辅助催化氧气氧化的条件下,应用电压应低于1.34 V。在研究所得的电压范围内发生的碳棒氧化反应生成的表面含氧物质可以提高电催化氧化反应的效率。超过安全电压范围则会引起碳材电极的腐蚀,从而电化学性能会变差。以碳材为载体进行修饰改性并将制备的复合材料应用于环境废水的修复,氧气在室温条件下的活化是矿化有机污染物的关键。本文研制了一种新型的M... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(A)新的碳棒电极，(B~E)在均相电芬顿体系中使用过的碳棒电极，(F~I)在氧气参与的阳极氧化体系中使用过的碳棒电极的扫描电化学显微镜图

@C/GF 复合材料前驱体是采用烘箱反复固化得到的。具体室温条件下裁取 2.5×4 cm2、厚度为 3 mm的碳毡(GF)，浸锰、0.1 g 聚丙烯腈(PAN)以及溶液为 10 mL 的 N,N-二液里面，泡了几分钟后，确定材料完全浸透了之后，拿出的 220℃的烘箱里面，固化 30 min 后拿出来再在溶液里面浸入烘箱固化，这样反复固化 3~4 次，最后转移到通入高纯氮进行程序升温煅烧,得到将 MnO 金属氧化物嵌入到多孔碳探究复合材料中含有元素的具体作用，同样的方法制备了F材料，以及没有聚丙烯腈的复合材料 MnOx/GF。中采用 XPS 分析 MnO@C/GF 复合材料中 Mn 元素的价态以态，Mn的晶型用 XRD 手段表征，利用 SEM 来表征 MnO@面微观的形貌结构，MnO@C/GF 复合材料的金属负载量用G)表征，MnO@C/GF 复合材料的电化学活性通过循环伏安 MnO@C/GF 复合材料应用在阳极氧化体系中污染物的去利用总有机碳分析仪测量包含有机污染物的电解液中含有的

合肥工业大学硕士学位论文3.3.3 MnO@C/GF 复合材料的 SEM 分析SEM 一般用来表征物质材料表面的结构分布以及微观构象。对被表征的材料需要进行预处理，清洗之后，将碳毡裁剪至 1*1 cm2，再放在显微镜下观察形态，拍照得出数据分析为了探究材料表面微观构象以及材料表面的各个元素的具体分布图，采用电镜和 Maping 的表征手段，SEM图片，如 3.3A与 3.3B显示，表明碳毡载体的碳纤维是被固化剂 PAN 覆盖了，而 Maping 图 3.3C 和 3.3D 显示的 Mn 和 O 元素分布可以发现，MnO 晶体主要是镶嵌在碳毡载体内，完好的保存了催化剂的性能活性。


本文编号：3509994