FePMo12催化材料制備、表征及其電催化特性研究.pdf

1、染料廢水具有色度大、成分復(fù)雜、可生化性差等特點(diǎn)，是廢水處理的難題之一。多金屬氧酸鹽(POMs)具有酸催化和氧化還原性，可作為雙功能催化劑。但是，POMs的缺點(diǎn)主要是比表面積較小和易流失，這限制了其實(shí)際應(yīng)用。因此，本文旨在制備新型、高效的POMs催化材料，并將其引入電催化降解染料廢水研究中。
　　1)三維電催化體系。以4A分子篩為載體制備了FePMo12/APTES-4A催化劑，加入電化學(xué)反應(yīng)器中形成三維電極體系，考察了該體系對(duì)酸性

2、大紅3R的降解效果。首先利用X射線衍射(XRD)、紅外光譜（FT-IR）和X射線熒光(XRF)等手段對(duì)FePMo12/APTES-4A進(jìn)行表征，結(jié)果表明其具有Keggin型結(jié)構(gòu)。其次，利用正交實(shí)驗(yàn)、單因素分析和響應(yīng)曲面法對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化，針對(duì)500mg·L1AR3R模擬廢水得到了最優(yōu)降解條件:電壓為20.0V、曝氣量為0.10m3·h-1、板間距為3.0cm、pH為4.0、色度去除率達(dá)到84.28％。各因素對(duì)色度去除率影響程度的順序:

3、槽電壓＞曝氣量＞板間距＞pH。在4因素中，電壓與曝氣量、電壓與板間距、曝氣量與pH、板間距與pH交互作用影響顯著。采用UV-vis和LC-MS對(duì)體系的中間代謝產(chǎn)物和降解途徑進(jìn)行分析。
　　2)修飾電極電催化體系。利用仿生合成技術(shù)合成具有核殼結(jié)構(gòu)的高比表面積、高催化活性的多金屬氧酸鹽復(fù)合材料，并修飾于電極表面，測(cè)定其電催化降解染料廢水特性。研究發(fā)現(xiàn):通過(guò)掃描電鏡(SEM)、X射線能譜分析(EDS)、X射線衍射(XRD)、紅外光譜(F

4、T-IR)、比表面積(BET)測(cè)試和熱重分析(TG-DTA)對(duì)合成的樣品進(jìn)行表征，證明合成的具有中空橢球結(jié)構(gòu)的FePMo12-SiO2仍屬于Keggin型POMs。BET測(cè)試結(jié)果表明FePMo12-SiO2的比表面積為101.08m2·g-1，約為FePMo12比表面積的11倍。循環(huán)伏安法研究表明，溶液pH最優(yōu)值為3。電流與掃速呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)0.9742，活性物質(zhì)的表面覆蓋度為2.08×10-9mol·cm-2。AR3R濃度在0.

5、10～1.40mmol·L-1范圍內(nèi)電流和濃度呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.9953，推測(cè)AR3R降解為三步過(guò)程。交流阻抗(EIS)、計(jì)時(shí)安培法和Tafel曲線研究表明FePMo12-SiO2高比表面積的特性提高了其電催化性能。
　　綜上，研究發(fā)現(xiàn)多金屬鹽酸鹽三維電極體系對(duì)染料廢水就有良好的降解效果。生物模板法合成的多金屬鹽酸鹽催化材料催化性能較高，其修飾電極對(duì)染料廢水具有良好的電催化性能。本研究在基礎(chǔ)理論研究和技術(shù)研究方面拓展了多金