ACF@OMC阴极与DSA阳极的制备及其在电-Fenton降解有机物中的应用
发布时间：2023-11-26 17:01
近年来，如何高效的去除水中的难降解污染物已经成为了水处理研究的热点问题之一。羟基自由基具备很高的氧化能力，能快速的与有机污染物发生反应，最终将有机物矿化成CO2和水。故能大量产生羟基自由基活性物种的高级氧化技术（AOT）备受研究者们的关注，电-Fenton技术就是其中之一。 电-Fenton技术的实质是利用阴极对氧分子的扩散作用，将阴极室附近的氧分子进行二电子还原后与水中的H+结合后生成H2O2，再进一步与水中的Fe2+作用生成OH，利用OH降解污染物，所以阴极材料的氧扩散性能对于提高电-Fenton体系的降解效率，至关重要。 本论文制备了一种新型的有序介孔碳-活性炭纤维毡（ACF@OMC）复合碳材料并将其作为电-Fenton体系的阴极，降解染料废水。第二章系统的阐述了ACF@OMC复合材料的制备过程，包括前驱体的制备、样品的SEM、TEM、氮气物理吸附等表征结果，将制备的复合材料ACF@OMC、ACF@DMC与其基材ACF作为电-Fenton体系的阴极对染料废水X3B进行降解，结果表明ACF@OMC是一种性能稳定的氧扩散阴极，包裹在ACF表面的OMC所具备的有序介孔结构，能提高阴极对...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 水污染的研究背景
1.2 FENTON 技术的发展概况
1.2.1 电-Fenton 技术的发展背景
1.2.2 电-Fenton 技术中电极的应用与发展
1.3 有序介孔碳材料的发展概况
1.4 DSA 电极的研究背景
1.5 本学位论文的研究内容
第二章 ACF@OMC 的制备及其作为电-FENTON 体系阴极的应用研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂和仪器
2.2.2 ACF@OMC 复合材料的制备
2.2.2.1 酚醛树脂前驱体的制备
2.2.2.2 ACF@OMC 复合碳材料的制备
2.2.3 电-Fenton 降解反应的装置与实验方法
2.2.4 降解过程中主要活性物种 H2O2以及·OH 的检测
2.2.5 不同阴极材料电-Fenton 体系的电化学测试
2.3 复合碳材料的表征
2.3.1 复合碳材料的 SEM 与 TEM 表征
2.3.2 复合碳材料的 N2-吸附脱附表征
2.4 结果与讨论
2.4.1 复合碳材料的形貌表征
2.4.2 复合碳材料的 N2物理-吸附脱附测试
2.4.3 复合碳材料作为电-Fenton 体系的阴极降解 X3B 的测试
2.4.4 复合碳材料阴极体系的主要活性物种检测
3.4.5 复合碳材料的循环伏安测试
3.4.6 ACF@OMC 的稳定性测试
2.5 小结
第三章 温度对 ACF@OMC 结构及结构对污染物电-FENTON 降解行为的影响
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器
3.2.2 实验方法与装置
3.2.3 ACF@OMC-x 复合碳材料电-Fenton 降解 X3B
3.2.4 ACF@OMC-x 复合碳材料电-Fenton 降解酸性橙
3.2.4.1 pH 值对 ACF@OMC-x 电-Fenton 降解酸性橙的影响
3.2.5 ACF@OMC-x 复合阴极体系的活性物种·OH 的检测
3.2.6 复合碳材料的表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 ACF@OMC-x 的形貌
3.3.2 ACF@OMC-x 复合材料的 N2物理吸附-脱附测试
3.3.3 X3B 与酸性橙的降解
3.3.3.1 X3B 与酸性橙的性质与标准曲线绘制
3.3.3.2 ACF@OMC-x 阴极体系降解 X3B
3.3.3.3 ACF@OMC-x 阴极体系降解酸性橙
3.3.3.4 pH 值对 ACF@OMC-x 阴极体系降解作用的影响
3.3.4 ACF@OMC-x 阴极体系的活性物种·OH 的检测
3.3.5 染料的降解行为探究
3.4 小结
第四章 电-FENTON 降解 X3B 的阳极影响探究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂与仪器
4.2.2 电极材料的制备
4.2.3 电-Fenton 反应的装置与实验方法
4.2.4 电极的电化学研究
4.2.5 不同电极体系产生 OH 的检测
4.3 结果与讨论
4.3.1 DSA 的 XRD 表征
4.3.2 ACF 和 DSA SEM 表征
4.3.3 电-Fenton 降解 X3B 反应过程
4.3.3.1 X3B 的降解脱色率
4.3.3.2 X3B 的矿化率和平均电流效率
4.3.4 电极作用机理的研究
4.3.3.1 三种电极体系的循环伏安特性
4.3.4.2 产生.OH 相对量的检测
4.4 小结
结论
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：3868192
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【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 水污染的研究背景
1.2 FENTON 技术的发展概况
1.2.1 电-Fenton 技术的发展背景
1.2.2 电-Fenton 技术中电极的应用与发展
1.3 有序介孔碳材料的发展概况
1.4 DSA 电极的研究背景
1.5 本学位论文的研究内容
第二章 ACF@OMC 的制备及其作为电-FENTON 体系阴极的应用研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂和仪器
2.2.2 ACF@OMC 复合材料的制备
2.2.2.1 酚醛树脂前驱体的制备
2.2.2.2 ACF@OMC 复合碳材料的制备
2.2.3 电-Fenton 降解反应的装置与实验方法
2.2.4 降解过程中主要活性物种 H2O2以及·OH 的检测
2.2.5 不同阴极材料电-Fenton 体系的电化学测试
2.3 复合碳材料的表征
2.3.1 复合碳材料的 SEM 与 TEM 表征
2.3.2 复合碳材料的 N2-吸附脱附表征
2.4 结果与讨论
2.4.1 复合碳材料的形貌表征
2.4.2 复合碳材料的 N2物理-吸附脱附测试
2.4.3 复合碳材料作为电-Fenton 体系的阴极降解 X3B 的测试
2.4.4 复合碳材料阴极体系的主要活性物种检测
3.4.5 复合碳材料的循环伏安测试
3.4.6 ACF@OMC 的稳定性测试
2.5 小结
第三章 温度对 ACF@OMC 结构及结构对污染物电-FENTON 降解行为的影响
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器
3.2.2 实验方法与装置
3.2.3 ACF@OMC-x 复合碳材料电-Fenton 降解 X3B
3.2.4 ACF@OMC-x 复合碳材料电-Fenton 降解酸性橙
3.2.4.1 pH 值对 ACF@OMC-x 电-Fenton 降解酸性橙的影响
3.2.5 ACF@OMC-x 复合阴极体系的活性物种·OH 的检测
3.2.6 复合碳材料的表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 ACF@OMC-x 的形貌
3.3.2 ACF@OMC-x 复合材料的 N2物理吸附-脱附测试
3.3.3 X3B 与酸性橙的降解
3.3.3.1 X3B 与酸性橙的性质与标准曲线绘制
3.3.3.2 ACF@OMC-x 阴极体系降解 X3B
3.3.3.3 ACF@OMC-x 阴极体系降解酸性橙
3.3.3.4 pH 值对 ACF@OMC-x 阴极体系降解作用的影响
3.3.4 ACF@OMC-x 阴极体系的活性物种·OH 的检测
3.3.5 染料的降解行为探究
3.4 小结
第四章 电-FENTON 降解 X3B 的阳极影响探究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂与仪器
4.2.2 电极材料的制备
4.2.3 电-Fenton 反应的装置与实验方法
4.2.4 电极的电化学研究
4.2.5 不同电极体系产生 OH 的检测
4.3 结果与讨论
4.3.1 DSA 的 XRD 表征
4.3.2 ACF 和 DSA SEM 表征
4.3.3 电-Fenton 降解 X3B 反应过程
4.3.3.1 X3B 的降解脱色率
4.3.3.2 X3B 的矿化率和平均电流效率
4.3.4 电极作用机理的研究
4.3.3.1 三种电极体系的循环伏安特性
4.3.4.2 产生.OH 相对量的检测
4.4 小结
结论
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：3868192
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