石墨陽極電催化反應的探究和重金屬離子對非均相電Fenton催化劑的影響.pdf

1、電芬頓反應作為一種高級的電氧化技術常常用來處理水中的污染物，并常常在單室反應器中進行。通常被研究者們所忽視的是，陽極氧化可能在污染物的去除過程中起到了作用。在此項工作中，我們在單室反應器中研究陽極氧化過程，碳紙作為陽極，羅丹明作為探針污染物。在石墨陽極上外加2V電壓并不斷的通氧氣，可以觀察到羅丹明的部分降解。研究發(fā)現(xiàn)，減小電解液的pH可以提高羅丹明的降解效率，在pH=3和pH=6.8的電解液中，羅丹明分別在2小時和12小時脫色完全，礦化

2、率也分別達到36.6±3.0％和30.2±9.5％。研究表明，在陽極的羅丹明降解中起主要作用的既不是直接氧化也不是活性氧化物的氧化。因此提出石墨電極陽極催化氧化的新機制，其中碳材中的不飽和基團在反應中作為催化劑。陽極電流的作用在于激發(fā)石墨中不飽和基團的催化活性，從而使污染物在陽極被氧氣氧化。
　　酸性礦山廢水(AMD)中含有大量的Fe(Ⅱ)，回收AMD中的鐵一直受到科學家的關注，在前期，我們實驗室提出了一種利用空氣陰極燃料電池技術

3、原位制備非均相電Fenton催化劑的方法。但是如果要真正模擬酸性礦山廢水中的環(huán)境，我們需要考慮到常常存在于AMD中的其他重金屬離子。根據(jù)相關資料查閱，我們發(fā)現(xiàn)，AMD中Fe2+的濃度為Mn2+，Cu2+，Al2+，Zn2+，Ni2+，Co2+等離子的1～10倍，于是，我們按照Fe2+與其他重金屬離子濃度比為10∶1的比例來分別制作鐵基燃料電池。我們同樣安排另一組Fe2+與其他重金屬離子濃度比為1∶1的燃料電池。制備出的金屬化合物/石墨氈

4、(GF)復合材料通過在中性條件下降解羅丹明B來觀察它們的電芬頓催化性能，并進一步對重金屬離子對鐵氧化物/GF的影響進行評價。羅丹明B的初始濃度為25mg/L，經過5h降解，F(xiàn)e2+與其他重金屬離子濃度比為10∶1制成的材料，摻雜鋁，鋅，錳的鐵氧化物/GF具有較高的電芬頓催化活性，摻雜銅，鎳，鈷的鐵氧化物/GF作為陰極具有較低的催化活性。Fe2+與其他重金屬離子濃度比為1∶1制成的材料，同樣，摻雜鋁，鋅，錳的鐵氧化物/GF具有較高的電芬頓