電-芬頓氧化體系是近幾年來興起的一種高級氧化技術(shù)。由于傳統(tǒng)的電-芬頓陰極材料存在催化能力有限,pH值適用范圍較窄,Fe²⁺再生困難等缺點,因此電-芬頓陰極材料的研究引起了眾多研究者的關(guān)注。由于石墨烯氣凝膠具有高孔隙率、高比表面積及優(yōu)異的導(dǎo)電性能等特點,本論文采用還原自組裝法和冷凍干燥法制備了石墨烯氣凝膠（GA）,以石墨烯氣凝膠為載體將其分別與Fe、Cu、Fe/Cu雙金屬共同摻雜負載,采用水熱還原法及自然干燥法成功制備了金屬Fe摻雜石墨烯氣凝膠（Fe-GA）、金屬Cu摻雜石墨烯氣凝膠（Cu-GA）、雙金屬Fe/Cu共摻雜石墨烯氣凝膠（Fe/Cu-GA）。通過掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、拉曼光譜（Raman）、X射線光電子能譜分析（XPS）等對GA及改性GA的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)進行了表征,說明GA及金屬摻雜GA具有良好的催化性能。將所制備的GA、Fe-GA、Cu-GA、Fe/Cu-GA分別作為電-芬頓陰極,利用GA本身具備的電吸附性能及金屬之間的協(xié)同作用,獲得高催化活性的電陰極材料,最終實現(xiàn)改性石墨烯氣凝膠電極對傳統(tǒng)電-芬頓中的應(yīng)用pH值范圍的擴大、H... 

【文章來源】：西安工業(yè)大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

工藝流程圖

2 石墨烯氣凝膠陰極的制備、表征及應(yīng)用點。隨著石墨烯片層數(shù)的增加，電導(dǎo)率會相應(yīng)地下降，由于本我們制備的石墨烯為單層，所以使得石墨烯氣凝膠具有良好的導(dǎo)電率。石墨烯氣凝膠的 SEM 如圖 2.1 (b)所示，從圖中可以清楚地看出 GA 材料由石墨烯片層相互堆疊形成的三維大孔結(jié)構(gòu)[29]。這由于在冷凍干燥的過程中，石墨烯片層受到了冰晶的推動作用，從而重新組裝形成孔結(jié)構(gòu)[30,31]。

圖 2.2 (a)GO, GH, GA 的紅外譜圖；(b)GO, GH, GA 的拉曼譜圖；(c)GO, GH, GA 的 XRD 譜圖；(d)GO,GH, GA 的熱重圖如圖 2.3 所示，我們分別對 GO、GH、GA 做了相應(yīng)的 XPS 分析。圖 2.3 (a)顯示，相比 GO 的 XPS 譜圖，GH 和 GA 均有一個位于 399 eV 處新的 N 元素峰。同時，位于 530 eV處的氧元素峰強度有了特別明顯的下降，這種現(xiàn)象說明在乙二胺的還原過程中，不僅有氧原子的消除，同時還有氮元素的加入。為了更深入地探索還原自組裝法對 GO 的影響，我們對 GO、GH 與 GA 的 C1s 譜進行了進一步的分析，如圖 2.3(b)、(c)和(d)所示。從圖中可以明顯地看出，屬于氧元素的位于 286.7 eV 和 288.7 eV 處的 C-O/C-O-C 和 O-C=O 特征峰在 GH/GA 的 C1s 譜圖中有了特別突出的下降，與此同時，在 GH 與 GA 的 C1s 譜圖中出現(xiàn)了兩個新的位于 285.9 eV 和 288 eV 處的 C-N 和 NH-C=O 特征峰，這一現(xiàn)象說明在還原自組裝的過程中，乙二胺會發(fā)生鏈接或者是酰胺化的副反應(yīng)[38]。


本文編號：3127258