印染废水絮凝淤泥制备杂原子掺杂碳材料及其电化学性能研究
发布时间：2023-10-27 20:53
印染废水在我国工业废水中占有很大比重,成为威胁我国水环境安全的污染源之一。在众多水处理技术中,絮凝法具有易操作、成本低和易于工业化的特点而被广泛应用。本文采用絮凝法实现了印染废水的脱色,得到了大量的絮凝淤泥废弃物。淤泥废弃物常用的处理方法通常是焚烧和填埋,容易对环境造成二次污染。本文将富含氮、硫的絮凝淤泥作为前体,热解处理制备了杂原子掺杂碳材料并应用于电化学领域,实现了变废为宝。本文主要做了以下三部分工作。(1)采用双氰胺-甲醛树脂(DFR)为絮凝剂处理印染废水,研究发现,DFR对活性红(K-2BP)的去除率为97.3%,染料吸附量可达8000 mg g-1。控制热解前体中DFR的含量制备了N,S-双掺杂多孔碳。DFR既是絮凝剂,在热解过程中又起到造孔剂的作用,可以作为制备碳材料的软模板。碱性溶液中ORR测试结果表明,NS-DF-2的起始电位为0.98 V,半波电位为0.82 V,其极限电流密度为5.56 m A cm-2,电化学循环稳定性和抗甲醇性能都优于商业20 wt%Pt/C。超级电容器测试表明:1 A g-1时,...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 引言
1.2 染料废水概述
1.2.1 染料的分类
1.2.2 染料废水的来源及特点
1.2.3 染料废水的处理
1.3 絮凝法研究现状
1.3.1 絮凝剂的分类
1.3.2 絮凝机理
1.4 有机高分子絮凝剂的研究进展
1.4.1 改性淀粉絮凝剂
1.4.2 改性壳聚糖絮凝剂
1.5 模板法制备多孔碳材料概述
1.5.1 硬/软模板法
1.5.2 盐封法
1.6 课题的研究意义及内容
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究内容
第二章 实验部分
2.1 主要实验药品及仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 氧还原催化剂的表征
2.2.1 扫描电子显微镜/元素分析/元素映射(SEM/EDS/mapping)
2.2.2 透射电子显微镜(TEM)
2.2.3 X-射线衍射光谱(XRD)
2.2.4 拉曼光谱(Raman)
2.2.5 氮气吸附-脱附(BET)
2.2.6 X-射线光电子能谱(XPS)
2.2.7 热重分析仪(TG)
2.3 电化学氧还原性能测试
2.3.1 工作电极的制备
2.3.2 旋转圆盘电极(RDE)的测试
2.3.3 旋转环盘电极(RRDE)的测试
2.4 电化学超电性能测试
2.4.1 工作电极的制备
2.4.2 超电性能测试
第三章 絮凝剂作为软模板制备N,S-双掺杂多孔碳
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 絮凝实验及絮体的制备
3.2.2 氮、硫双掺杂多孔碳材料的制备
3.2.3 氮、硫双掺杂多孔碳材料的表征
3.2.4 电催化性能测试及超电性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 絮凝实验及絮凝淤泥制备
3.3.2 碳材料TG表征和N2吸附-脱附测试
3.3.3 碳材料形貌表征
3.3.4 碳材料XPS表征
3.3.5 碳材料XRD和 Raman表征
3.3.6 催化剂ORR性能分析
3.3.7 超电性能测试
3.4 本章小结
第四章 絮凝淤泥限域热解制备N、S双掺杂碳材料及其电化学性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 絮凝剂BDATS的制备
4.2.2 絮凝浓度的考察
4.2.3 氮、硫双掺杂多孔碳材料的制备
4.2.4 电催化性能测试及超电性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 絮凝浓度的考察
4.3.2 碳材料形貌表征
4.3.3 碳材料XRD、Raman、BET表征
4.3.4 碳材料XPS表征
4.3.5 催化剂ORR性能分析
4.3.6 超电性能测试
4.4 本章小结
第五章 絮凝淤泥限域热解制备Fe、N共掺杂碳材料及其电化学性能的研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 铁、氮共掺杂多孔碳材料的制备
5.2.2 电催化性能测试及超电性能测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 碳材料形貌表征
5.3.2 碳材料BET、XRD表征
5.3.3 碳材料XPS表征
5.3.4 催化剂ORR性能分析
5.3.5 超电性能测试
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3857254
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 引言
1.2 染料废水概述
1.2.1 染料的分类
1.2.2 染料废水的来源及特点
1.2.3 染料废水的处理
1.3 絮凝法研究现状
1.3.1 絮凝剂的分类
1.3.2 絮凝机理
1.4 有机高分子絮凝剂的研究进展
1.4.1 改性淀粉絮凝剂
1.4.2 改性壳聚糖絮凝剂
1.5 模板法制备多孔碳材料概述
1.5.1 硬/软模板法
1.5.2 盐封法
1.6 课题的研究意义及内容
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究内容
第二章 实验部分
2.1 主要实验药品及仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 氧还原催化剂的表征
2.2.1 扫描电子显微镜/元素分析/元素映射(SEM/EDS/mapping)
2.2.2 透射电子显微镜(TEM)
2.2.3 X-射线衍射光谱(XRD)
2.2.4 拉曼光谱(Raman)
2.2.5 氮气吸附-脱附(BET)
2.2.6 X-射线光电子能谱(XPS)
2.2.7 热重分析仪(TG)
2.3 电化学氧还原性能测试
2.3.1 工作电极的制备
2.3.2 旋转圆盘电极(RDE)的测试
2.3.3 旋转环盘电极(RRDE)的测试
2.4 电化学超电性能测试
2.4.1 工作电极的制备
2.4.2 超电性能测试
第三章 絮凝剂作为软模板制备N,S-双掺杂多孔碳
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 絮凝实验及絮体的制备
3.2.2 氮、硫双掺杂多孔碳材料的制备
3.2.3 氮、硫双掺杂多孔碳材料的表征
3.2.4 电催化性能测试及超电性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 絮凝实验及絮凝淤泥制备
3.3.2 碳材料TG表征和N2吸附-脱附测试
3.3.3 碳材料形貌表征
3.3.4 碳材料XPS表征
3.3.5 碳材料XRD和 Raman表征
3.3.6 催化剂ORR性能分析
3.3.7 超电性能测试
3.4 本章小结
第四章 絮凝淤泥限域热解制备N、S双掺杂碳材料及其电化学性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 絮凝剂BDATS的制备
4.2.2 絮凝浓度的考察
4.2.3 氮、硫双掺杂多孔碳材料的制备
4.2.4 电催化性能测试及超电性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 絮凝浓度的考察
4.3.2 碳材料形貌表征
4.3.3 碳材料XRD、Raman、BET表征
4.3.4 碳材料XPS表征
4.3.5 催化剂ORR性能分析
4.3.6 超电性能测试
4.4 本章小结
第五章 絮凝淤泥限域热解制备Fe、N共掺杂碳材料及其电化学性能的研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 铁、氮共掺杂多孔碳材料的制备
5.2.2 电催化性能测试及超电性能测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 碳材料形貌表征
5.3.2 碳材料BET、XRD表征
5.3.3 碳材料XPS表征
5.3.4 催化剂ORR性能分析
5.3.5 超电性能测试
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3857254
本文链接：https://www.wllwen.com/wenshubaike/qiuzhijiqiao/3857254.html
最近更新
教材专著
