非晶态Pd-P/聚吡咯/泡沫Ni电极对五氯苯酚的催化还原

发布时间：2021-10-12 21:50

　　电催化还原氯代有机物具有效率高和环境友好等优点。研究采用电化学沉积法在泡沫Ni上制备了非晶态Pd-P/聚吡咯/泡沫Ni（Pd-P/PPy/foam Ni）复合电极,用于电催化还原法去除水中的五氯苯酚（PCP）。扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射分析（XRD）和X射线光电子能谱分析（XPS）等表征结果表明,掺杂P使Pd催化剂分散均匀,粒径变小,且由晶态结构转变为非晶态。由电催化还原PCP发现,掺杂P明显提高了电极的催化活性。在n（Pd）/n（P）为1:3, Pd负载量为0.15 mg/cm2, H2SO4浓度为0.2 mol/L,阴极电位为–1.2 V条件下,处理180 min后,PCP的降解率达到90.8%。另外, Pd-P/PPy/foam Ni电极重复使用8次,仍保持良好的稳定性。 

【文章来源】：无机材料学报. 2020,35(10)北大核心EISCICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

Pd/PPy/foam Ni和Pd-P/PPy/foam Ni的XRD图谱

Pd和P的摩尔比对水中PCP电催化还原效果的影响

图1为Pd/PPy/foam Ni和Pd-P/PPy/foam Ni电极的SEM和TEM照片,通过ICP测定负载前后溶液中Pd的含量,并通过差量法计算得到Pd的负载量为0.15 mg/cm2。从图1(a)的SEM照片中可以看出,在Pd/PPy/foam Ni电极上的Pd/PPy颗粒呈球状,团聚明显,从TEM照片中可以看出PPy表面上Pd分布不均匀,呈球形,且粒径较大。从图1(b)的SEM照片中可以看出,Pd-P/PPy颗粒也呈球形且团聚,而从TEM照片中可以观察到PPy表面Pd分布较均匀,形状不规则,粒径小。对比观察可以看出,掺杂P有利于减小Pd催化剂的尺寸,提高Pd分散性。这将为电催化还原提供更多的活性位点,进而提高电极的催化效率。图2为Pd/PPy/foam Ni电极和Pd-P/PPy/foam Ni电极的XRD图谱,由图可见,Pd/PPy/foam Ni在2θ=44.8°、52.1°、76.6°、92.9°和98.43°处出现的衍射峰,经与标准谱图比对确定,分别归属于Ni(111)、(200)、(220)、(311)、(222)特征衍射峰[18];在2θ=40.13°、46.7°、68.19°、82.3°和82.24°处出现的强烈的衍射峰,分别对应Pd(111)、(200)、(220)、(311)、(222)晶面衍射峰[19]。这表明Pd成功地负载到PPy/foam Ni电极表面,且以结晶状态存在。而Pd-P/PPy/foam Ni电极的XRD图谱只存在Ni的特征衍射峰,未出现Pd的晶体的衍射峰,从插图可以看出35°～45°处出现了宽的弥散峰,表明Pd以非晶态存在。

【参考文献】：
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本文编号：3433364