電化學(xué)氧化技術(shù)被認(rèn)為是一種有發(fā)展前景的綠色高效、安全簡便處理有機廢水的方法。然而,高催化活性、低成本的陽極材料的制備阻礙了電化學(xué)氧化技術(shù)的大規(guī)模實際應(yīng)用。MOF衍生的金屬或金屬氧化物碳復(fù)合材料具有良好的導(dǎo)電性、催化活性和良好的熱/化學(xué)穩(wěn)定性,使其廣泛應(yīng)用在環(huán)境修復(fù)、儲能系統(tǒng)和催化等領(lǐng)域。本研究針對目前使用較多的PbO₂電極催化活性較低,電極壽命低等問題,利用不同的MOF衍生材料,通過表面改性、摻雜等方法提高電極的電催化性能。考察了改性的PbO₂電極在電化學(xué)氧化芳香類有機污染物的催化性能,同時探究了不同電極材料對有機污染物的降解機制,為合成活性高、穩(wěn)定性好的鈦基PbO₂電極提供一種簡便的方法。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)為了克服Ti/PbO₂電極的缺陷,通過水熱和碳化過程在Ti/TiO₂NTs基體上引入2D Ni-MOF衍生的NiO@C納米片陣列夾層,制備了Ti/TiO₂NTs/NiO@C/PbO₂復(fù)合電極。由于材料之間的協(xié)同效應(yīng)和MO...

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【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 課題研究背景
    1.2 有機廢水處理技術(shù)
        1.2.1 物化法
        1.2.2 生化法
        1.2.3 高級氧化法
        1.2.4 電化學(xué)氧化法
    1.3 電化學(xué)氧化陽極材料
        1.3.1 非金屬電極
        1.3.2 金屬電極
        1.3.3 金屬氧化物電極
    1.4 二氧化鉛電極的研究
        1.4.1 二氧化鉛的性能與結(jié)構(gòu)
        1.4.2 二氧化鉛的沉積機理
        1.4.3 二氧化鉛的修飾改性
    1.5 課題設(shè)計總思想
        1.5.1 課題研究思路
        1.5.2 課題研究內(nèi)容
        1.5.3 課題研究創(chuàng)新點
        1.5.4 課題研究意義
第二章 實驗方法
    2.1 實驗試劑
    2.2 實驗儀器
    2.3 Ti/TiO₂NTs/NiO@C/PbO₂ 電極制備
        2.3.1 Ti/TiO₂NTs的制備
        2.3.2 Ni-MOFs衍生的多孔NiO@C在 TiO₂ 納米管上的制備
        2.3.3 Ti/TiO₂NTs/NiO@C/PbO₂ 電極的制備
    2.4 Ti/TiO₂NTs/ZrO₂-C/PbO₂電極的制備
        2.4.1 UiO-66 衍生ZrO₂-C納米顆粒的制備
        2.4.2 ZrO₂-C/PbO₂ 電極的制備
    2.5 電極表征
        2.5.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.5.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.5.3 X射線衍射(XRD)
        2.5.4 X射線光電子能譜(XPS)
    2.6 電極的電化學(xué)性能表征
        2.6.1 循環(huán)伏安測試(CV)
        2.6.2 線性掃描測試(LSV)
        2.6.3 交流阻抗測試(EIS)
        2.6.4 電極壽命測試及鉛離子濃度測試
        2.6.5 ·OH自由基測試
    2.7 電催化氧化有機污染物實驗
第三章 2D Ni-MOF衍生的NiO@C納米片陣列修飾Ti/TiO₂NTs/PbO₂電極用于電化學(xué)降解水楊酸
    3.1 引言
    3.2 表面形貌分析
    3.3 表面物相分析
    3.4 Ti/TiO₂NTs/NiO@C/PbO₂ 電極元素組成和價態(tài)分析
    3.5 電化學(xué)性能分析
    3.6 電極壽命測試
    3.7 ·OH自由基測試
    3.8 操作參數(shù)對電催化氧化水楊酸的影響
        3.8.1 不同電極對降解水楊酸的影響
        3.8.2 初始濃度對降解水楊酸的影響
        3.8.3 電流密度對降解水楊酸的影響
        3.8.4 溶液pH值對降解水楊酸的影響
    3.9 電氧化降解水楊酸的機理研究
        3.9.1 水楊酸降解機理
        3.9.2 水楊酸降解的中間體及可能的降解途徑
    3.10 本章小結(jié)
第四章 UiO-66 衍生ZrO₂-C納米顆粒摻雜PbO₂ 電極的制備及其電氧化2,4,6-三硝基苯酚的研究
    4.1 前言
    4.2 UiO-66 粉末及ZrO₂-C納米顆粒形貌研究
    4.3 電極表面物相結(jié)構(gòu)
    4.4 電極表面元素價態(tài)
    4.5 電化學(xué)性能測試
    4.6 電化學(xué)氧化2,4,6-三硝基苯酚的研究
        4.6.1 優(yōu)化ZrO₂-C摻雜PbO₂ 電極的沉積含量
        4.6.2 電流密度的影響
        4.6.3 初始濃度的影響
        4.6.4 初始pH值的影響
    4.7 電極的極化壽命
    4.8 降解機理
        4.8.1 紫外可見光譜分析
        4.8.2 TNP降解副產(chǎn)物及降解途徑分析
    4.9 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果



本文編號：3992505