攫取贵/重金属污染物化学能及污染去除
发布时间：2021-02-13 02:18
重金属元素容易在环境中产生、迁移和积累,对水、土壤、大气都会造成污染,并伤害人体健康,是一种重要的环境污染物。但同时,重金属尤其是金银等贵金属又具有较高的经济价值,所以从污染物中回收贵/重金属具有广阔前景。传统的重金属回收处理方法一般都需要消耗大量的资源或能源,还容易产生二次污染。如何能够降低能耗,找到一种经济环保的有效方法,将重金属污染物中的化学能直接转化为电能提取出来并同时回收贵/重金属,必将成为一个热点课题。本课题以贵金属金/银/铜为例通过设计重金属电对燃料电池,模拟重金属废水,典型的选取较高还原电势Cu（Ⅱ）以及多金属Au（Ⅲ）/Cu（Ⅱ）、Ag（Ⅰ）/Cu（Ⅱ）共存混合液组建urea-Cu（Ⅱ）、ethanol-Au（Ⅲ）/Cu（Ⅱ）、ethanol-Ag（Ⅰ）/Cu（Ⅱ）电对燃料电池,将蕴含在重金属中的化学能转化为电能提取的同时有效回收贵/重金属,为实现无需耗能处理和回收重金属污染物进行了基础研究。制备了 Ni/C、Pd-Ni/C催化剂,利用电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、电化学测试等手段进行表征。构建电对燃料电池体系,以尿素、乙醇作为电子供体在阳极自发地发生氧化...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１实验装置图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｅｘｐｅｒｍｅ打ｔａｌ?ｄｅｖｉｃｅ??
覆到处理好的碳布电极上，常温下风干至少２４ｈ。??３．３阳极催化剂的物理表征??Ｎｉ／Ｃ傕化剂的ＸＲＤ分析如图３．１（ａ）所示。位于２０?－?２５°是Ｃ?（００１５）的峰，??属于综基催化剂当中的Ｃ黑载体。２０？４５°的峰是镶（１０１）的峰，表明催化剂中??有单质攘的存在。２０￣３４°和６０°处的两个峰为Ｎｉ（ＯＨ）２（ｌ（Ｘ））和（１］０）的峰，表??明有Ｎｉ（ＯＨ）２存在，但是催化剂中没有观测到ＮｉＯＯＨ的峰，证明没有ＮｉＯＯＨ的存??在。??Ｎｉ／Ｃ催化剂的扫描电镜图如图３．１?（ｂ）所示。银纳米粒子呈圆形分散在炭黑??上，有一小部分发生西聚。??—Ｉ—Ｉ—Ｉ—■—Ｉ—Ｉ—Ｉ—－—Ｉ—＞—Ｉ—Ｉ—Ｉ??２?ＴｈＷａ?）??图３．１?Ｎｉ／Ｃ催化剂的ＸＲＤ图（ａ）和ＳＥＭ图（ｂ）??巧?ｇｕｒｅ?３．?１?（ａ）ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎ，?（ｂ）?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｎａｎｏ－ｓｉｚｅｄ?ｎｉｃｋｅｌ??ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ?ｏｎ?ｃａｒｂｏｎ?ｂｌａｃｋ??３．４?Ｎｉ／Ｃ催化剂的电化学性能分析??对自制的Ｎｉ／Ｃ催化剂进行循环伏安曲线（ＣＶ）分析。测试使用被碳工作电??极、Ｈｇ／
０．３３?Ｍ?ｕｒｅａ?＋?１?Ｍ?ＮａＯＨ．?Ｔｈｅ?ＮｉＯＯＨ?ｄｏｕｂｌｅｔ?ｐｅａｋ?ｎｏｔｉｃｅｄ?ａｔ?４７７／５５７?ｃｍ－ｉ?ｓｈｏｗｓ?化ｅ?ＮｉＯＯＨ?ｉｓ??ｆｏｒｍｅｄ?ｉｎ?ｓｉｔｕ?化ａｔ?ｃａ化ｌｙｚｅｓ?化ｅ?ｕｒｅａ?ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｘｉｄａｔｉｏｎ?ｒｅａｃｔｉｏｎ．??当在ＩＭＮａＯＨ溶液中加入０．３３Ｍ尿素时，如图３．３（ｂ）所示，在化３Ｖ电压下，??ＮｉＯＯＨ双峰位置移动到４７７和５５７ｃｍ－ｉ。表明Ｎｉ（０巧２被原位氧化成ＮｉＯＯＨ，催化??尿素氧化反应。此外，尿素中Ｃ－Ｎ键所对应的１００２ｃｍ－ｉ处的峰也可Ｌ乂被观察到。??且Ｃ－Ｎ键所对应峰的强度随着施加的电压的增加而减小，这意味着尿素在ＮｉＯＯＨ??的催化下被电化学氧化。??２１??
本文编号：3031811
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１实验装置图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｅｘｐｅｒｍｅ打ｔａｌ?ｄｅｖｉｃｅ??
覆到处理好的碳布电极上，常温下风干至少２４ｈ。??３．３阳极催化剂的物理表征??Ｎｉ／Ｃ傕化剂的ＸＲＤ分析如图３．１（ａ）所示。位于２０?－?２５°是Ｃ?（００１５）的峰，??属于综基催化剂当中的Ｃ黑载体。２０？４５°的峰是镶（１０１）的峰，表明催化剂中??有单质攘的存在。２０￣３４°和６０°处的两个峰为Ｎｉ（ＯＨ）２（ｌ（Ｘ））和（１］０）的峰，表??明有Ｎｉ（ＯＨ）２存在，但是催化剂中没有观测到ＮｉＯＯＨ的峰，证明没有ＮｉＯＯＨ的存??在。??Ｎｉ／Ｃ催化剂的扫描电镜图如图３．１?（ｂ）所示。银纳米粒子呈圆形分散在炭黑??上，有一小部分发生西聚。??—Ｉ—Ｉ—Ｉ—■—Ｉ—Ｉ—Ｉ—－—Ｉ—＞—Ｉ—Ｉ—Ｉ??２?ＴｈＷａ?）??图３．１?Ｎｉ／Ｃ催化剂的ＸＲＤ图（ａ）和ＳＥＭ图（ｂ）??巧?ｇｕｒｅ?３．?１?（ａ）ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎ，?（ｂ）?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｎａｎｏ－ｓｉｚｅｄ?ｎｉｃｋｅｌ??ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ?ｏｎ?ｃａｒｂｏｎ?ｂｌａｃｋ??３．４?Ｎｉ／Ｃ催化剂的电化学性能分析??对自制的Ｎｉ／Ｃ催化剂进行循环伏安曲线（ＣＶ）分析。测试使用被碳工作电??极、Ｈｇ／
０．３３?Ｍ?ｕｒｅａ?＋?１?Ｍ?ＮａＯＨ．?Ｔｈｅ?ＮｉＯＯＨ?ｄｏｕｂｌｅｔ?ｐｅａｋ?ｎｏｔｉｃｅｄ?ａｔ?４７７／５５７?ｃｍ－ｉ?ｓｈｏｗｓ?化ｅ?ＮｉＯＯＨ?ｉｓ??ｆｏｒｍｅｄ?ｉｎ?ｓｉｔｕ?化ａｔ?ｃａ化ｌｙｚｅｓ?化ｅ?ｕｒｅａ?ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｘｉｄａｔｉｏｎ?ｒｅａｃｔｉｏｎ．??当在ＩＭＮａＯＨ溶液中加入０．３３Ｍ尿素时，如图３．３（ｂ）所示，在化３Ｖ电压下，??ＮｉＯＯＨ双峰位置移动到４７７和５５７ｃｍ－ｉ。表明Ｎｉ（０巧２被原位氧化成ＮｉＯＯＨ，催化??尿素氧化反应。此外，尿素中Ｃ－Ｎ键所对应的１００２ｃｍ－ｉ处的峰也可Ｌ乂被观察到。??且Ｃ－Ｎ键所对应峰的强度随着施加的电压的增加而减小，这意味着尿素在ＮｉＯＯＨ??的催化下被电化学氧化。??２１??
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