焦化廢水是典型的難降解工業(yè)廢水,生化處理出水很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。電芬頓技術(shù)以電能為驅(qū)動(dòng)力,通過陰極氧還原反應(yīng)產(chǎn)生H₂O₂,具有高效清潔等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)電芬頓材料氧還原反應(yīng)活性受到抑制,存在電流效率低、H₂O₂產(chǎn)量少等缺點(diǎn),因此研發(fā)出性能良好的陰極材料成為研究熱點(diǎn)。本研究為提高陰極表面氧還原反應(yīng)催化能力,以泡沫鎳為基體,采用金屬摻雜的方法對材料進(jìn)行改性,結(jié)合材料表征及電化學(xué)性能測試,通過電芬頓降解焦化尾水,考察反應(yīng)參數(shù)對有機(jī)物去除的影響,探究焦化尾水中有機(jī)物的去除特性。本文以竹粉為原料,熱分解法制備碳材料,經(jīng)金屬摻雜改性可知,以泡沫鎳為基體,經(jīng)涂覆焙燒得到改性陰極材料。對材料進(jìn)行掃描電鏡測試,碳材料具有多孔結(jié)構(gòu)且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,陰極材料催化層具有多孔結(jié)構(gòu),表面活性位點(diǎn)增加,促進(jìn)了氧氣在陰極表面的傳質(zhì)過程,減少了泡沫鎳的溶出。EDS顯示金屬含量與添加量一致。對電極進(jìn)行電化學(xué)性能測試,由CV曲線可知,電流響應(yīng)電位發(fā)生正向偏移,改性電極材料提高了電活化面積和材料表面氧還原能力。由LSV曲線可知,改性材料電極提高了氧還原... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電芬頓反應(yīng)裝置示意圖

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-21-3改性碳材料陰極的表征3.1電極材料SEM圖像表征3.1.1泡沫鎳及碳材料SEM圖像圖4.1泡沫鎳及碳材料SEM圖像由圖4.1a所示，泡沫鎳基底為三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，孔徑為200μm左右的大孔，表層光滑無明顯的顆粒狀物質(zhì)且存在明顯的“龜裂”紋，交錯(cuò)縱橫的裂紋有效提高了泡沫鎳的比表面積，為碳材料修飾泡沫鎳提供了著力點(diǎn)，有利于修飾后的穩(wěn)定性。由圖4.1b所示碳材料含有豐富的介孔和微孔，相互聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成了三維體系，具有較大的比表面積、穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)和高孔隙率，有助于負(fù)載金屬離子。3.1.2Cu-Pr/C及Cu-Ce/C電極SEM圖像由SEM圖像可以觀察到碳材料存在于泡沫鎳的表面與孔隙之間，形成了大孔、介孔、微孔并存的多種孔洞類型，大大增大了電極的比表面積。在擴(kuò)散層中，孔的類型以大孔和介孔為主，由于聚四氟乙烯的加入，提高了電極材料的疏水性，O2在電極表面和溶液的三相界面中保持相對穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)平衡，提高了溶液中的溶解氧含量，有利于陰極與O2之間的電子轉(zhuǎn)移與質(zhì)子傳遞；而催化層表面有大量相互聯(lián)結(jié)的碳粒子，從而形成了大量以介孔和微孔為主的多孔結(jié)構(gòu)，陰極表面這些明顯的變化有利于O2在其表面和內(nèi)部迅速擴(kuò)散，提供更豐富的O2還原產(chǎn)生H2O2的活性位點(diǎn)，從而提高污染物的處理效率。由圖d，f可以觀察到Cu-Pr/C電極較Cu-Ce/C電極表面顆粒分布均勻且更為致密，這可能使得Cu-Pr/C電極具有更高的催化活性。同時(shí)由于碳材料緊密的附著在泡沫

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-23-料表面可能含有-C=O、C-O-C等含氧官能團(tuán)，這些官能團(tuán)有利于2電子氧還原產(chǎn)生H2O2選擇性的提高。圖4.3電極材料EDS能譜圖3.3循環(huán)伏安曲線分析圖4.4為空氣預(yù)曝氣30min條件下循環(huán)伏安圖，電極氧化峰出峰的位置分別在+0.22V、+0.4V和+0.46V左右，峰電流分別為0.0226A、0.0559A和0.0295A，分別是泡沫鎳電極的2.47倍和1.30倍。圖中顯示改性材料的氧還原峰位置并不明顯，分析認(rèn)

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3054639