非均相電Fenton電極材料的制備與應(yīng)用.pdf

1、非均相電Fenton技術(shù)在廢水處理方面有著獨(dú)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(jī)制，pH范圍廣，催化劑易于回收，不會產(chǎn)生鐵污泥等。目前多種過渡金屬元素在Fenton領(lǐng)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?dú)夥諊峦ㄟ^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(jìn)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(jié)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(jié)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(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性和可重復(fù)性較高，Cu-CuO/GF次之，ZnO/GF、Mg-MgO/GF和Al2O3/GF一般。
　　以Ni/GF復(fù)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(jī)理。結(jié)果表明:當(dāng)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(fù)合材料循環(huán)性能最佳。當(dāng)電壓為-2V，羅丹明B的濃度為25mg·L-1，反應(yīng)時間為5h時，Ni/GF復(fù)合材料的降解率接近96％。通過羥基自由基實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，羥基自由基在Ni/GF復(fù)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(jìn)作用的是加電，次要促進(jìn)作用是O2和自由基。另外通過循環(huán)伏安發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)中Ni/GF復(fù)合材料表面并沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，說明