本文關(guān)鍵詞：復(fù)合金屬氧化物薄膜電極的制備及除鹽性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水滑石不僅在水處理吸附方面有很大應(yīng)用,而且在超級(jí)電容器方面有廣泛研究。本研究首先采用了共沉淀法,然后利用原位-水熱法由泡沫鎳作為基體,在泡沫鎳表面合成了鎳鋁復(fù)合氧化物(NiAl-MMO)薄膜、鎳鈷鋁復(fù)合金屬氧化物(NiCoAl-MMO)薄膜、負(fù)載鈀的鎳鋁復(fù)合氧化物(NiAl-MMO/Pd)薄膜即相應(yīng)的類水滑石煅燒產(chǎn)物。分別采用掃描電子顯微鏡(SEM)、傅立葉紅外光譜(FT-IR)、X-射線衍射(XRD)等手段進(jìn)行表征,結(jié)果表明在泡沫鎳表面成功的合成了NiAl-MMO、NiCoAl-MMO、NiAl-MMO/Pd薄膜。對(duì)所制備的NiAl-MMO、NiCoAl-MMO、NiAl-MMO/Pd薄膜電極進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試,循環(huán)伏安、交流阻抗以及恒電流充放電測(cè)試,結(jié)果表明此薄膜電極具有良好的電化學(xué)性能,Ni Al-MMO薄膜電極在電流密度為0.5A/g、1.0A/g、2.0A/g、3.0A/g的條件下電容值為533F/g、500F/g、467F/g、450F/g;此薄膜電極在串聯(lián)電路的等效電阻為3.1Ω,轉(zhuǎn)移電阻為0.8Ω。對(duì)不同比例的NiCoAl-MMO薄膜電極進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)NiCoAl-MMO(1.5:1.5:1)薄膜電極的電容值最大,然后對(duì)NiCoAl-MMO(1.5:1.5:1)薄膜電極詳細(xì)進(jìn)行研究,在電流密度為0.5A/g、0.8A/g、1.0A/g、2.0A/g的條件下電容值為1167F/g、1066F/g、933F/g、866F/g;此薄膜電極在串聯(lián)電路的等效電阻為1.6Ω,轉(zhuǎn)移電阻為0.8Ω。NiAl-MMO/Pd薄膜電極在電流密度為0.5A/g、1.0A/g、2.0A/g、3.0A/g的條件下電容值為667F/g、600F/g、567F/g、530F/g;此薄膜電極在串聯(lián)電路的等效電阻為1.5Ω,轉(zhuǎn)移電阻為0.8Ω。對(duì)所制備的NiAl-MMO、NiCoAl-MMO、NiAl-MMO/Pd薄膜電極進(jìn)行除鹽性能測(cè)試,結(jié)果發(fā)現(xiàn)初始鹽濃度為3mmol·L-1、靜態(tài)電壓為1.0V、溶液的pH為8的情況下是NiAl-MMO薄膜電極的最佳吸附條件,對(duì)Cl-離子的吸附率達(dá)到58.17%,吸附容量為0.51mg·cm-2。NiAl-MMO薄膜電極可以通過電極反接來實(shí)現(xiàn)電極再生,脫附率可達(dá)87.96%;在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下NiCoAl-MMO薄膜電極對(duì)Cl-離子的吸附率達(dá)到61.01%,NiCoAl-MMO薄膜電極通過電極反接,脫附率可達(dá)86.78%。并且經(jīng)過十次電吸附脫附循環(huán)試驗(yàn)后,吸附率沒有明顯衰減,反映了薄膜電極材料的重復(fù)利用性良好。我們又進(jìn)一步對(duì)薄膜電極進(jìn)行吸附動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)研究,結(jié)果顯示NiCoAl-MMO材料自身吸附屬于二級(jí)動(dòng)力學(xué),吸附過程受化學(xué)反應(yīng)控制,在對(duì)薄膜電極施加電壓的情況下,屬于一級(jí)動(dòng)力學(xué),吸附等溫線符合Langmuir模型,NiCoAl-MMO薄膜電極的吸附屬于單層吸附。NiAl-MMO/Pd薄膜電極對(duì)硝酸鹽進(jìn)行吸附及還原實(shí)驗(yàn)研究表明,在硝酸鹽初始濃度為3mmol·L-1,靜態(tài)電壓為1.0V、溶液pH為8的情況下是NiAl-MMO薄膜電極的最佳吸附條件,NiAl-MMO/Pd薄膜電極對(duì)NO3-離子的吸附率達(dá)到40.32%,脫附率可達(dá)88.43%。進(jìn)一步利用此薄膜電極對(duì)硝酸鹽進(jìn)行還原實(shí)驗(yàn)研究,3%的Pd的負(fù)載量的還原效果最好,中間產(chǎn)物亞硝酸鹽產(chǎn)生累積,同時(shí)有副產(chǎn)物氨氮的產(chǎn)生。
【關(guān)鍵詞】：水滑石 復(fù)合金屬氧化物 薄膜電極 超級(jí)電容器 電吸附 除鹽
【學(xué)位授予單位】：河南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O646.54;TB383.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 水滑石11-15
• 1.1.1 水滑石（LDHs)的概述11
• 1.1.2 類水滑石的性質(zhì)11-12
• 1.1.3 類水滑石薄膜的制備方法12-14
• 1.1.4 類水滑石的應(yīng)用研究狀況14-15
• 1.2 超級(jí)電容器15-18
• 1.2.1 超級(jí)電容器概述15
• 1.2.2 超級(jí)電容器的分類15-16
• 1.2.3 超級(jí)電容器電極材料的研究進(jìn)展16-18
• 1.3 含鹽廢水處理的研究背景18-19
• 1.3.1 除鹽技術(shù)的研究進(jìn)展18-19
• 1.4 本課題研究的內(nèi)容、目的及意義19-21
• 1.4.1 選題的目的和意義19
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 類水滑石及其復(fù)合金屬氧化物的制備21-51
• 2.1 引言21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分21-24
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器21-22
• 2.2.2 溶膠凝膠法制備NiAl-LDHs薄膜電極和NiAl-MMO薄膜電極22-23
• 2.2.3 共沉淀法制備NiAl-LDHs薄膜電極和NiAl-MMO薄膜電極23
• 2.2.4 共沉淀法制備NiCoAl-LDHs薄膜電極和NiCoAl-MMO薄膜電極23-24
• 2.2.5 共沉淀法制備NiAl-LDHs/Pd薄膜電極和NiAl-MMO/Pd薄膜電極24
• 2.2.6 樣品表征24
• 2.3 結(jié)果與討論24-50
• 2.3.1 溶膠凝膠法制備NiAl-LDHs薄膜電極和NiAl-MMO薄膜電極的表征24-27
• 2.3.2 共沉淀法制備NiAl-LDHs薄膜電極和NiAl-MMO薄膜電極的表征27-32
• 2.3.3 制備條件對(duì)NiAl-LDHs薄膜電極的影響32-39
• 2.3.4 共沉淀法制備Ni CoAl-LDHs薄膜電極和NiCoAl-MMO薄膜電極的表征39-44
• 2.3.5 共沉淀法制備NiAl-LDHs/Pd薄膜電極和NiAl-MMO/Pd薄膜電極的表征44-50
• 2.4 本章小結(jié)50-51
• 第三章 復(fù)合金屬氧化物薄膜電極的電化學(xué)性能測(cè)試51-63
• 3.1 引言51
• 3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容51-52
• 3.3 結(jié)果與討論52-62
• 3.3.1 共沉淀法制備的NiAl-MMO薄膜電極的電化學(xué)性能測(cè)試。52-55
• 3.3.2 共沉淀法制備的NiCoAl-MMO薄膜電極的電化學(xué)性能測(cè)試55-58
• 3.3.3 共沉淀法制備的Ni Al/Pd-MMO薄膜電極的電化學(xué)性能測(cè)試58-62
• 3.4 本章小結(jié)62-63
• 第四章 復(fù)合金屬氧化物薄膜電極的電吸附性能研究63-80
• 4.1 引言63
• 4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容63-64
• 4.3 結(jié)果與討論64-78
• 4.3.1 共沉淀法制備的NiAl-MMO薄膜電極的除鹽性能測(cè)試64-68
• 4.3.2 共沉淀法制備的NiCoAl-MMO（1.5:1.5:1）薄膜電極的除鹽性能測(cè)試68-72
• 4.3.3 共沉淀法制備的NiAl-MMO/Pd薄膜電極的電吸附及電還原除硝酸鹽性能測(cè)試72-78
• 4.4 本章小結(jié)78-80
• 結(jié)論80-82
• 參考文獻(xiàn)82-88
• 攻讀學(xué)位期間主要成果88-89
• 致謝89-90
• 作者簡(jiǎn)介90

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本文編號(hào)：326240