苯酚选择性电化学氧化制备高电容性能电极材料研究
发布时间：2022-02-11 07:32
导电聚合物聚苯胺（polyaniline,简称PANI）具备优良的电容性质,但在掺杂和脱掺杂的过程中结构发生破裂,具有较差的循环稳定性。另一方面,苯酚作为一种高毒物质,广泛存在于各类工业废水中。电化学氧化技术降解苯酚的过程中会产生具有可逆氧化还原活性的对苯醌（benzoquinone,简称BQ）/氢醌（hydroquinone,简称HQ）混合离子,但副反应在电极上形成绝缘层使电极钝化,抑制电化学氧化的持续进行。本文制备PANI修饰的石墨刷（graphite brush,简称GB）电极材料用于催化苯酚选择性氧化以增强电极的电容性和循环稳定性,探索电化学技术改善PANI性能与实现废水中苯酚资源化利用的可能性。PANI可以实现催化苯酚选择性电化学氧化转化为BQ/HQ,同时提高电极的电容与循环稳定性。本文第一部分制备了PANI电极并将其用于苯酚的选择性电化学氧化,从而形成P/n-PANI-GB电极（n代表氧化循环周期）。结果表明,随着PANI电极催化电化学氧化苯酚周期的延长,代表BQ/HQ氧化还原行为的峰电流显著增加,BQ/HQ的选择性在40周期达到最大为71.20%。P/40-PANI-GB...
【文章来源】：华南理工大学广东省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同氢仆杰pA材T的仆子姑构[141
华南理工大学专业学位硕士学位论文k[79]利用铂电极作为阳极，在酸性介质中电化学氧化酚邻-对位或邻-邻位连接，使碳-氧和碳-碳偶联生成各种联形成直链二聚体（d），（a）和（c）通过连接碳-氧形邻位的碳之间发生偶联形成不属于醚化合物的（f），（g因此最容易发生（a）和（b）的聚合产生（d）二聚体有利于保留酚羟基支链。具有支链和空间网状结构的电压有利于形成支链结构（如图 1-2）。
图 1-3 苯酚氧化为 BQ/HQ 与 CA/o-BQ 途径图Figure 1-3 Pathways for electrooxidation of phenol to BQ/HQ and CA/表明，在不考虑苯酚回收利用的情况下，更多利用电化学氧矿化为二氧化碳和水。反应过程中可能有中间产物 BQ/HQ的生成，如草酸、乙酸、丙二酸等。酚类化合物的浓度，电位等不仅影响最终物质的生成，同时决定了中间产物的不混合金属氧化物 SnO2-RuO2-IrO2，Ta2O5-IrO2和 RhO2-IrO2用于电化学氧化苯酚，研究其在水溶液中的降解及其中间影响。采用 SnO2-RuO2-IrO2电极时，在碱性条件下氧化丙二酸-乙酸-草酸，而在酸性和中性条件下，均未检测到 o出现的马来酸。采用 Ta2O5-IrO2电极，在碱性条件下的氧化马来酸-丙二酸-草酸，而酸性条件下 o-BQ 和丙二酸均未显碱性和中性条件下的氧化途径也各不相同。Mousset 等人[8
【参考文献】：
期刊论文
[1]电化学技术处理难降解废水的应用综述[J]. 宋萌,何忠洲,江涛. 安徽农学通报. 2018(02)
[2]导电聚合物在电化学储能方面的应用研究进展[J]. 高晓琪,朱盛琦,张百明,杨莹,董纳. 化工管理. 2017(25)
[3]国内苯酚市场2015年回顾及2020年展望[J]. 程学杰. 石油化工技术与经济. 2016(02)
[4]氧化法处理含酚废水的研究进展[J]. 刘启龙,汪宏杰,赵胜勇,路朝阳,刘菲,于景民. 河南化工. 2015(12)
[5]微生物降解酚类污染物的研究进展[J]. 陈治希,刘昭文,杨凯,刘鸿杰,吴龙火. 广州化学. 2015(01)
[6]微生物燃料电池中碳基阳极材料和表面修饰碳基阳极材料研究进展[J]. 苏暐光,薛屏,马保军. 科技导报. 2015(03)
[7]固相膜萃取/气相色谱-质谱法检测水体中痕量酚类化合物[J]. 金铎,麦锦欢,彭旭辉,罗丽春,关淑霞,赵志伟,孙天一,李俊民. 分析测试学报. 2015(01)
[8]处理含酚废水的研究进展[J]. 张帆,刘媛,贺盛福,彭志远,彭晓春. 现代化工. 2015(01)
[9]酚类污染物的生物降解研究进展[J]. 孙秋谨,杨亲正. 广州化工. 2013(08)
[10]电化学氧化法处理工业废水综述[J]. 李婧,柴涛. 广州化工. 2012(15)
硕士论文
[1]聚苯胺-TiO2纳米管复合材料的制备、结构及电化学性能研究[D]. 王舒敏.华南理工大学 2018
[2]聚苯胺及其复合材料的电化学性能研究及应用[D]. 廖萃.中南大学 2013
[3]食品和环境中部分有机污染物的检测[D]. 曲桂玉.吉林大学 2013
[4]含酚废水处理技术研究[D]. 陈启昌.华东理工大学 2012
本文编号：3619870
【文章来源】：华南理工大学广东省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同氢仆杰pA材T的仆子姑构[141
华南理工大学专业学位硕士学位论文k[79]利用铂电极作为阳极，在酸性介质中电化学氧化酚邻-对位或邻-邻位连接，使碳-氧和碳-碳偶联生成各种联形成直链二聚体（d），（a）和（c）通过连接碳-氧形邻位的碳之间发生偶联形成不属于醚化合物的（f），（g因此最容易发生（a）和（b）的聚合产生（d）二聚体有利于保留酚羟基支链。具有支链和空间网状结构的电压有利于形成支链结构（如图 1-2）。
图 1-3 苯酚氧化为 BQ/HQ 与 CA/o-BQ 途径图Figure 1-3 Pathways for electrooxidation of phenol to BQ/HQ and CA/表明，在不考虑苯酚回收利用的情况下，更多利用电化学氧矿化为二氧化碳和水。反应过程中可能有中间产物 BQ/HQ的生成，如草酸、乙酸、丙二酸等。酚类化合物的浓度，电位等不仅影响最终物质的生成，同时决定了中间产物的不混合金属氧化物 SnO2-RuO2-IrO2，Ta2O5-IrO2和 RhO2-IrO2用于电化学氧化苯酚，研究其在水溶液中的降解及其中间影响。采用 SnO2-RuO2-IrO2电极时，在碱性条件下氧化丙二酸-乙酸-草酸，而在酸性和中性条件下，均未检测到 o出现的马来酸。采用 Ta2O5-IrO2电极，在碱性条件下的氧化马来酸-丙二酸-草酸，而酸性条件下 o-BQ 和丙二酸均未显碱性和中性条件下的氧化途径也各不相同。Mousset 等人[8
【参考文献】：
期刊论文
[1]电化学技术处理难降解废水的应用综述[J]. 宋萌,何忠洲,江涛. 安徽农学通报. 2018(02)
[2]导电聚合物在电化学储能方面的应用研究进展[J]. 高晓琪,朱盛琦,张百明,杨莹,董纳. 化工管理. 2017(25)
[3]国内苯酚市场2015年回顾及2020年展望[J]. 程学杰. 石油化工技术与经济. 2016(02)
[4]氧化法处理含酚废水的研究进展[J]. 刘启龙,汪宏杰,赵胜勇,路朝阳,刘菲,于景民. 河南化工. 2015(12)
[5]微生物降解酚类污染物的研究进展[J]. 陈治希,刘昭文,杨凯,刘鸿杰,吴龙火. 广州化学. 2015(01)
[6]微生物燃料电池中碳基阳极材料和表面修饰碳基阳极材料研究进展[J]. 苏暐光,薛屏,马保军. 科技导报. 2015(03)
[7]固相膜萃取/气相色谱-质谱法检测水体中痕量酚类化合物[J]. 金铎,麦锦欢,彭旭辉,罗丽春,关淑霞,赵志伟,孙天一,李俊民. 分析测试学报. 2015(01)
[8]处理含酚废水的研究进展[J]. 张帆,刘媛,贺盛福,彭志远,彭晓春. 现代化工. 2015(01)
[9]酚类污染物的生物降解研究进展[J]. 孙秋谨,杨亲正. 广州化工. 2013(08)
[10]电化学氧化法处理工业废水综述[J]. 李婧,柴涛. 广州化工. 2012(15)
硕士论文
[1]聚苯胺-TiO2纳米管复合材料的制备、结构及电化学性能研究[D]. 王舒敏.华南理工大学 2018
[2]聚苯胺及其复合材料的电化学性能研究及应用[D]. 廖萃.中南大学 2013
[3]食品和环境中部分有机污染物的检测[D]. 曲桂玉.吉林大学 2013
[4]含酚废水处理技术研究[D]. 陈启昌.华东理工大学 2012
本文编号：3619870
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3619870.html
