非均相電Fenton電極材料的制備與應用.pdf

1、非均相電Fenton技術在廢水處理方面有著獨特的優(yōu)勢，高效的降解效率，對底物沒有選擇性，完善的H2O2生成機制，pH范圍廣，催化劑易于回收，不會產生鐵污泥等。目前多種過渡金屬元素在Fenton領域都表現(xiàn)出了較高的催化活性，有望能夠替代鐵催化劑。本文選取硝酸鐵、硝酸鎳、硝酸銅、硝酸鋅、硝酸錳和硝酸鋁六種金屬化合物，通過浸漬法將其分別吸附到石墨氈上，在氮氣氛圍下通過高溫煅燒的方式制備出六種不同的炭載金屬化合物，用作非均相電Fenton陰極材

2、料，并對制備出的六種電極材料進行XRD、XPS和TG等表征，同時以羅丹明B為底物來測試這六種電極材料的非均相電Fenton活性。結果表明，制備出的六種電極材料分別為Fe3O4/GF、Ni/GF、Cu-CuO/GF、ZnO/GF、Mg-MgO/GF和Al2O3/GF，各電極材料中金屬元素的含量分別為Fe(14.91wt％)、Ni(25.00wt％)、Cu(13.79wt％)、Zn(8.50wt％)、Mg（8.56wt％）和Al(4.37w

3、t％)。搭建非均相電Fenton系統(tǒng)，將六種電極材料分別用作陰極，石墨棒為陽極來降解5mg·L-1的羅丹明B溶液，結果發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e3O4/GF和Ni/GF對羅丹明B的降解效果最高，接近100％，循環(huán)實驗的穩(wěn)定性和可重復性較高，Cu-CuO/GF次之，ZnO/GF、Mg-MgO/GF和Al2O3/GF一般。
　　以Ni/GF復合材料為研究對象，分析其最佳制備工藝條件和對羅丹明B降解的機理。結果表明:當Ni2+∶EDTA=1∶1，干燥時

4、間為12h，載體為2mm的石墨氈時，制備出的Ni/GF復合材料循環(huán)性能最佳。當電壓為-2V，羅丹明B的濃度為25mg·L-1，反應時間為5h時，Ni/GF復合材料的降解率接近96％。通過羥基自由基實驗發(fā)現(xiàn)，羥基自由基在Ni/GF復合材料降解羅丹明B中沒有起到主要作用，而是加電、曝氣和自由基三者的協(xié)同作用，其中起到主要促進作用的是加電，次要促進作用是O2和自由基。另外通過循環(huán)伏安發(fā)現(xiàn)，在實驗中Ni/GF復合材料表面并沒有發(fā)生化學反應，說明