鈀-聚合物-泡沫鎳電極制備及其電催化脫氯還原氯酚研究.pdf

1、氯代有機(jī)物由于具有毒性強(qiáng)、分布廣、易在食物鏈中積累與傳播,并且能對(duì)人的分泌系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響,因此它的環(huán)境影響及有效去除受到了研究者較多的關(guān)注。在眾多的研究方法中,電催化因其效率高、無污染等優(yōu)點(diǎn)而倍受青睞。鈀修飾電極因在催化、加氫等領(lǐng)域有著巨大的優(yōu)勢而顯現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。在國內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上,本論文制備了鈀/泡沫鎳、鈀/聚苯胺/泡沫鎳及鈀/聚吡咯/泡沫鎳三種復(fù)合電極,并采用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X-射線衍射、X-射線光電子能

2、譜及傅立葉紅外光譜對(duì)其結(jié)構(gòu)及物理化學(xué)性能進(jìn)行了表征分析,研究了復(fù)合電極對(duì)氯酚類化合物的脫氯性能,分析了改性復(fù)合電極增強(qiáng)的脫氯機(jī)制。
　　采用恒電流電沉積法制備了鈀/泡沫鎳電極,并利用多種表征手段考察了所制備的鈀/泡沫鎳電極表觀形貌、晶體結(jié)構(gòu)及表面形態(tài),并重點(diǎn)研究了鈀/泡沫鎳電極對(duì)一氯酚的電催化還原脫氯活性、動(dòng)力學(xué)特性及穩(wěn)定性。結(jié)果表明:鈀/泡沫鎳電極上鈀顆粒呈樹枝狀,且為零價(jià),并表現(xiàn)出良好的化學(xué)穩(wěn)定性及脫氯活性,系列一氯酚的電催化

3、還原脫氯反應(yīng)為擬一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。
　　先將聚苯胺恒電流聚合在泡沫鎳上,再將鈀顆粒恒電流沉積在聚苯胺層上,制備了鈀/聚苯胺/泡沫鎳復(fù)合電極,并利用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X-射線衍射、傅立葉紅外光譜及X-射線光電子能譜研究了其表觀形貌、晶體結(jié)構(gòu)及表面形態(tài)等物理化學(xué)性能,重點(diǎn)研究了不同聚合條件對(duì)復(fù)合電極形貌及結(jié)構(gòu)與二氯酚的電化學(xué)脫氯行為的影響。結(jié)果表明鈀/聚苯胺/泡沫鎳復(fù)合電極中聚苯胺以針形存在,而Pd顆粒則以簇狀結(jié)構(gòu)分布在聚

4、苯胺網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,并主要以零價(jià)鈀形式存在。聚苯胺的引入大大改善了鈀顆粒的分散性。其中,最優(yōu)的聚苯胺制備條件為:聚合電流為24mA,聚合溫度為0℃,聚合時(shí)間為20min。
　　先將聚吡咯恒電位聚合在泡沫鎳上,再將鈀顆粒恒電流沉積在聚吡咯層上,制備了鈀/聚吡咯/泡沫鎳復(fù)合電極,并用相關(guān)的表征手段研究了復(fù)合電極的表觀形貌、晶體結(jié)構(gòu)及表面形態(tài)等,重點(diǎn)考察了不同電聚合條件對(duì)其形貌及結(jié)構(gòu)與二氯酚的電化學(xué)脫氯行為的影響。結(jié)果表明不同摻雜離子、應(yīng)用

5、電位、聚合溫度及聚合時(shí)間等均對(duì)聚吡咯微球的表觀形貌及分布有顯著影響。結(jié)果表明:當(dāng)摻雜離子為對(duì)甲苯磺酸,聚合電位為0.6V,聚合溫度為0℃及聚合時(shí)間為20min時(shí)聚吡咯微球顆粒粒徑最小、分布最均勻,為Pd顆粒的成核和生長提供了良好的環(huán)境。電催化還原2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的效率最高。
　　考察了電極的穩(wěn)定性,同時(shí)研究了了其對(duì)六種二氯苯酚同分異構(gòu)體的脫氯路徑、動(dòng)力學(xué)及機(jī)理。結(jié)果發(fā)現(xiàn):鈀/聚吡咯/泡沫鎳復(fù)合電極具有良好的穩(wěn)定性