FR-CNTs-PbO2/SnO2-Sb/Ti电极性能及电催化降解罗丹明B

利用碳纳米管(CNTs)的优异性能和氟树脂(FR)的憎水性能,采用电化学共沉积法制备掺杂型FR-CNTs-PbO2/SnO2-Sb/Ti复合电极.运用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪对该电极的形貌和组成进行表征,采用接触角仪和阳极极化曲线对电极的电化学性能进行考察.结果表明,该电极比FR-PbO2/SnO2-Sb/Ti和PbO2/SnO2-Sb/Ti电极具有更强的憎水性能和更高的O2析出电位,这将有利于提高电极的电催化性能和电流利用效率.将FR-CNTs-PbO2/SnO2-Sb/Ti电极应用于罗丹明B(RhB)的降解研究,30 mA.cm-2电流密度下,处理10μmol.L-1RhB 15 min,RhB去除率高达90.21%.相同条件下,FR-PbO2/SnO2-Sb/Ti电极对RhB的去除率仅为69.08%.且FR-CNTs-PbO2/SnO2-Sb/Ti电极的反应速率常数为0.2215 min-1,是FR-PbO2/SnO2-Sb/Ti电极(k=0.1191 min-1)的近2倍.由此可见,较强的憎水性和较高的析氧电位,增强了FR-CNTs-PbO2/SnO2-Sb/Ti电极的电化学性质和电催化效果.     

新型颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe)对水中罗丹明B的电催化氧化

以γ-Al_2O_3为基体,采用水热合成的方法制备新型的颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe),通过XRD、FT-IR、SEM、EDS等方法对颗粒电极进行性质表征.以Ti极板作为阴极,Ti-RuO2作为阳极,采用三维电催化氧化体系处理罗丹明B(RhB)模拟废水.以无水硫酸钠为支持电解质,对各影响因素进行了优化实验研究,同时对颗粒电极电催化降解罗丹明B的反应进行了动力学模拟分析,并进行颗粒电极的重复利用实验,以探究制备的新型颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe)对水中罗丹明B的电催化氧化性能.实验结果表明制备的新型颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe)对罗丹明B的电催化降解反应属于一级动力学反应,反应速率常数k为30.1×10-2min-1,是传统颗粒电极γ-Al_2O_3的15倍;在颗粒电极投加量为33.3 g·L~(-1)、电压20 V、电解质浓度8 g·L-1、pH 2时,25 min后罗丹明B的去除率高达97%;同样条件下,γ-Al_2O_3电催化处理染料水时,1 h后罗丹明B的降解率仅为56%;新型颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe)在电催化氧化罗丹明B的反应中具有良好的重复利用性能,经过5次反复利用,其去除率仍能保持在85%左右.     

羧基化碳纳米管修饰电极伏安法测定湘江水样中间苯三酚

基于羧基化多壁碳纳米管(c-MWCNT)修饰玻碳电极,建立了无汞、高灵敏度测定痕量间苯三酚的新方法.利用循环伏安(CV)法、交流阻抗法(AC)对该修饰电极进行了表征;用线性扫描伏安法(LSV)研究了间苯三酚在修饰电极上的电化学行为.实验结果表明,在0.1 mol·L-1的磷酸缓冲液(pH 6.8)中,当间苯三酚在c-M...     

两种DSA电极的制备及其对有机废水降解的电催化性能

采用热分解法,以优化比例的SnCl4·5H2O,Sb2O3,Ce(NO3)2·6H2O,RuCl3为前躯体,制备了Ce掺杂的Ti基RuO2电极(RuO2/Ti)和Ti基PbO2电极(β-PbO2/Ti),并对两种DSA电极的电催化性能进行测试.结果表明,两种DSA电极均显示出良好的稳定性和抗腐蚀性,β-PbO2/Ti电极比RuO2/Ti电极具有更高的有机物氧化降解活性,但若以NaCl类作支持电解质时,RuO2/Ti电极也是一种可选电极.     

碳纳米管与分子印迹结合修饰玻碳电极应用于氯霉素的快速测定

为了研究水环境中氯霉素(CAP)的快速检测方法,用单壁碳纳米管(SWCNTs)-纳米铜(CuNPs)复合物修饰玻碳电极(GCE),并结合分子印迹(MIP)技术,先后采用循环伏安法(CV)进行电极导电性测试,线性伏安法(LSV)对实验条件进行优化,差分脉冲伏安法(DPV)研究水溶液中CAP的电化学行为.研究结果表明,与GCE电极相比,修饰电极上CAP氧化还原电流信号明显增强,表明修饰电极对CAP具有较好的选择性,能加速电子传递.同时对洗脱液类型、缓冲溶液pH、扫描速度、富集时间及修饰物的负载量等实验条件进行了优化.在最佳条件下,发现CAP还原峰电流大小与其浓度在5—500 nmol·L~(-1)范围内呈现良好的线性关系,线性方程为I(μA)=0.9204C+41.285(R~2=0.9984),检出限为4.8 nmol·L~(-1)(S/N=3),且该修饰电极具有良好的重现性和稳定性.将该修饰电极应用于实际样品分析时,氯霉素眼药水的加标回收率为95.1%—102.5%,实际地表水样的加标回收率为96.5%—102.1%.     

稀土Gd掺杂SnSb多组份涂层电极制备的实验研究

采用溶胶 凝胶技术 ,以无机盐SnCl4·5H2 O ,Sb2 O3 ,Gd2 O3 为前驱体 ,制备稀土Gd掺杂Sn ,Sb溶胶 ,以钛电极为基材制备Sn ,Sb ,Gd多组分的涂层电极 .考察了不同热处理温度、不同稀土掺杂量下制备的电极 ,以苯酚为目标有机物的电化学降解特性 ,并对稀土Gd掺杂SnSb涂层电极进行了SEM ,XPS等表征 ,结果表明 :在热处理温度为 70 0℃、稀土掺杂量 (原子质量比 )为 :Sn∶Sb∶Gd =10 0∶6∶1的电极降解效果最好 ;稀土Gd掺杂有利于SnSb金属氧化物涂层电极的电催化性能的提高     

β-PbO2／TiO2电极对茜素红废水的降解效果和机理研究

研究了掺杂不同比例的纳米TiO2 对β-PbO2/TiO2 电极催化性能的影响, 结果表明,TiO2 能明显提高β-PbO2 电极的电催化性能,当TiO2掺杂比例为2%时电催化性能提高最显著.对茜素红废水进行研究, 探讨了电解时间、支持电解质Na2SO4 浓度、茜素红初始浓度和pH值等因素对CODCr去除效率和能量利用效率的影响.GC-MS 检测结果表明, 茜素红分子的蒽环在电解过程中开环并生成了带苯环或链状的小分子.用紫外-可见吸收光谱分析和GC-MS 检测的结果,探讨了茜素红可能的降解机理.     

典型全氟烷基酸的光/电催化降解：性能提升策略与反应机制

全氟烷基酸(perfluoroalkyl acids,PFAAs)在全球水体中普遍存在,且对生物体和人体均具有潜在毒害作用,是近年来被广泛关注的主要污染物之一.水环境中PFAAs的去除和降解是降低其生态健康风险的重要手段,也是目前研究的焦点之一.PFAAs分子中所有C—H键均被C—F键取代,特殊的结构使PFAAs具有极高的化学稳定性,常规的氧化技术难以实现水环境中PFAAs的有效降解.光催化氧化和电催化氧化是目前处理难降解有机污染物的两种主要高级氧化技术,也是研究水环境中PFAAs降解去除的主流关键技术.以全氟辛基羧酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)和全氟辛基磺酸(perfluorooctane sulfo nates,PFOS)为研究PFAAs降解的两类典型代表,本文综述了近年来光催化氧化和电催化氧化两种技术在水相PFOA和PFOS降解研究的文献报道,对提高PFAAs降解效率所采用的主要技术改进策略及其背后的理论机制进行了梳理和总结.基于提高催化反应活性物质产率,增加活性反应位点和反应物传质效率以及提高反应体系稳定性等优化策略,对光催化中催化剂和电催化中电极...     

电催化氧化阳极制备及其降酚特性

以自制Ti基SnO2/Sb2O3/IrO2镀层形稳电极(Dimensionless Stable Anode)为阳极,采用电催化氧化法处理模拟含酚废水.通过涂层分析和电化学性能测试表征了自制电极特性,考察了电解质类型和浓度、电流密度、苯酚初始浓度及体系初始pH值等因素对苯酚氧化过程的影响,并探讨其降解动力学规律.结果表明,自制电极是以SnO2为基础的纳米级固熔体氧化物电极且具有较好的表面结构,运行稳定性较好.苯酚的降解主要依赖于以NaCl为电解质时产生的氯系活性物质的间接氧化作用.随着电解质浓度及电流密度的增加,苯酚降解速率随之增大;而苯酚的初始浓度越大,降解速率越慢.体系初始pH对过程影响不明显.苯酚的降解过程符合一级反应动力学。     

Fe掺杂PTFE-PbO2/TiO2-NTs/Ti电极的制备、表征及电催化性能

采用电沉积法制备了Fe掺杂PTFE-PbO2/TiO2-NTs/Ti、PbO2/TiO2-NTs/Ti、PbO2/Ti 3种电极,运用扫描电镜、X射线衍射仪观察表面形貌与形态,通过线性扫描伏安法在0.1 mol·L-1的H2SO4中测定电极的析氧极化曲线.以对硝基酚(p-NP)为目标污染物,考察了电极的电催化活性,在20 mA.cm-2电流密度下降解100 mg·L-1 p-NP,120 min时表观速率常数分别为0.0370 min-1、0.0265 min-1和0.0180 min-1,COD去除率分别为77.38%、74.07%、66.18%,研究发现在相同的条件下Fe掺杂PTFE-PbO2/TiO2-NTs/Ti性能更佳,矿化更完全.     

钛基Sn或Pb 氧化物涂层电极的制备与表征

采用热分解和电沉积方法分别制备了Ti/SnO2-Sb2O3,Ti/PbO2 和Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2 三种电极.电镜照片表明,与热分解制备的Ti/SnO2-Sb2O3 电极表面呈"泥裂状"不同,电沉积Ti/PbO2 电极表面呈典型金刚石型结构;Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2 电极的氧化物中间层使PbO2 结晶显著减小,而且增加了镀层PbO2 与钛基的结合力,在连续使用较长时间后电极表面出现"蜂窝状"腐蚀坑.EDAX和XRD 分析表明,虽然电极用于电化学氧化对氯苯酚后表层物相没有发生改变,但其组成元素的含量有所变化.与Ti/SnO2-Sb2O3 和Ti/PbO2 电极相比,Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2 电极具有更高的电化学氧化性能.     

石墨烯-单壁碳纳米管修饰分子印迹传感器测定黑茶中槲皮素

本文以石墨烯(GR)和单壁碳纳米管(SWNTs)为修饰剂,研究其对金电极的增敏效果.并以邻氨基酚为功能单体,槲皮素为模板分子,于金电极表面通过电聚合制备对槲皮素具有特定选择性的分子印迹膜(MIP).采用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)研究了分子印迹膜的形成过程、结构、印迹效果和电化学性能.并用与槲皮素结构相似的化合物芦丁进行干扰实验,结果表明,该印迹膜对槲皮素有较好的选择性.优化了测定槲皮素的条件,绘制了槲皮素的工作曲线,该传感器对槲皮素浓度的线性响应范围3.00×10-7—1.92×10-5mol·L~(-1),线性方程为:I(μA)=~(-1)1.8505+2.6893lgc(mol·L~(-1)),(R=0.9935),检出限为1.00×10-7mol·L~(-1).5次重复测定结果的相对标准偏差为6.8%,放置10 d后,响应值为最初的92.5%,该传感器具有良好的重复性和稳定性.对黑茶样品中的槲皮素含量进行了测定,回收率在97.8%—104.0%之间,结果较为满意.     

ZnO薄膜光电催化降解乙酰甲胺磷

采用溶胶-凝胶法制备了ZnO薄膜,并通过光电流响应、EIS、SEM、XRD等分析方法对其光电化学性能、表面形貌和结构进行表征.以制备的ZnO薄膜为工作电极对乙酰甲胺磷进行光电催化降解.实验表明,ZnO薄膜电极在UV照射下能够有效地光电催化降解乙酰甲胺磷,加入适量H2O2后具有一定的协同作用.在H2O2浓度为9.908 mmol.L-1,外加电压为1.2 V,支持电解液Na2SO4浓度为0.01 mol.L-1,溶液pH值为5.4的条件下,对0.1 mmol.L-1的乙酰甲胺磷180 min的降解率可达到89.6%.     

锰离子非均匀掺杂TiO2薄膜电极光电催化测定COD

COD是水体质量评价的一个重要指标,目前对于COD测定方法主要是高锰酸钾法和重铬酸钾法,这些方法的测定工艺相对繁杂.本文采用溶胶-凝胶法分步控制工艺制备锰离子非均匀掺杂二氧化钛的薄膜电极,并用该薄膜作为光电催化电极测定COD.在三电极体系中,比较该薄膜电极与纯二氧化钛薄膜电极对于氧化丁二酸、乙醇、邻苯二甲酸氢钾、α-D-葡萄糖四种有机物的影响.实验结果表明:三电极体系中电子转移的电量与有机物完全矿化所需的化学需氧量(COD)有着内在的关系.在相同的条件下,锰离子非均匀掺杂二氧化钛的薄膜氧化降解丁二酸、乙醇、邻苯二甲酸氢钾、α-D-葡萄糖的速率大于纯二氧化钛薄膜.进一步结合线性扫描伏安(LSV)、阻抗谱等光电化学表征,从锰离子非均匀掺杂引起二氧化钛薄膜光生空穴-电子分离,初步分析了其光电催化活性提高的机理.     

AgNPs/聚萘二胺/碳纳米管复合电极对亚硝酸盐的电化学检测

本文采用简单、环保的电化学沉积法制备银纳米粒子/聚萘二胺/碳纳米管修饰玻碳电极(AgNPs/Poly(1,5-DAN)/CNTs/GCE),并将其应用于亚硝酸盐的定量检测.通过扫描电子显微镜(SEM)、能量散射光谱(EDX)和电化学技术对AgNPs/Poly(1,5-DAN)CNTs/GCE的形貌和性能进行表征,研究该修饰电极快速检测NO~-_2离子的电化学行为和电催化机理.结果表明,由于银纳米粒子、聚萘二胺和碳纳米管复合物的协同作用,AgNPs/Poly(1,5-DAN)CNTs/GCE复合电极的电活性面积和催化性能明显提高.该修饰电极对NO~-_2的检测具有优异的电化学行为,催化机理是2个电子参与的不可逆反应.采用安培法检测低浓度NO~-_2,NO~-_2氧化电流随其浓度的增加而增加,且在1.5×10~(-7)—6.75×10~(-5) mol·L~(-1)(I(μA)=0.0667 C+0.1049,R~2=0.9918)范围内呈现良好的线性关系,检出限低至5×10~(-8) mol·L~(-1)(S/N=3).该AgNPs/Poly(1,5-DAN)CNTs/GCE还具有良好的选择性、稳定性和再现性,成功应用于实际样品中NO~-_2的定量测定,加标回收率为96.7%—106.7%,结果令人满意.     

β-Mo2C纳米管用于葡萄糖催化氧化及燃料电池的构建

采用水热法合成棒状MoO_3纳米材料作为合成β-Mo_2C纳米管的前驱体,然后通过辅助超声搅拌溶剂热法合成Mo-多巴胺复合物,最后通过程序升温处理得到β-Mo_2C纳米管材料.通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等技术对材料进行表征,并利用循环伏安法(CV)、方波脉冲伏安法(SWV)、线性扫描伏安法(LSV)等电化学方法研究了该材料对葡萄糖的催化氧化性能.实验结果表明,β-Mo_2C纳米管修饰电极阻抗小,传导电子的速率快,对葡萄糖的氧化具有很好的催化效果.利用β-Mo_2C纳米管构建的葡萄糖/O_2燃料电池的开路电位(OCP)为0.47 V,该燃料电池的最大电流密度3.0 mA·cm~(-2)、功率密度0.70 mW·cm~(-2).     

复合纳米微粒修饰碳糊电极方波伏安法检测水中甲基对硫磷

采用溶胶-凝胶法合成纳米ZrO2,将其混合在石墨粉和碳纳米管（CNTs）中,利用硅油做粘合剂,制得一次性有机磷农药（OPs）检测碳糊电极（CNTs/ZrO2│CPE）,并对水中甲基对硫磷（MP）进行了检测.采用扫描电镜（SEM）、X射线荧光光谱（XRFS）表征电极的制备过程,采用循环伏安（CV）法和方波伏安（SWV）法...     

树枝状微纳米银催化剂对甲醛的电化学检测

在Ag(NH3)2+溶液中,在钛基体上电沉积出具有新颖树枝状结构的微纳米银材料,探讨了K+或Ca2+的存在对这种树枝状微纳米银材料的影响.结果表明,在Ca2+存在下形成了尺寸更小的树枝状银(Ag/Ca2+/Ti),研究了这种钛基树枝状微纳米银电极(Ag/Ca2+/Ti)在碱性溶液中对甲醛氧化的电催化活性.循环伏安结果表明,在0.1 mol.L-1NaOH溶液中,甲醛氧化的起始电位为-0.83 V,阳极氧化电流密度随甲醛浓度的增大而明显增加;-0.5 V时的恒电位阶跃研究表明,甲醛浓度和它的稳态氧化电流密度呈现良好的线性关系,甲醛检测灵敏度为1.25 mA.cm-2(mmol.L-1)-1,检测下限18.9μmol.L-1,且乙醛、乙醇和正丁醇的干扰较小.结果表明,电沉积制备的这种细树枝状微纳米银电极(Ag/Ca2+/Ti)对甲醛氧化具有强的电催化活性,且对甲醛检测具有高灵敏度和较好的选择性,有望作为甲醛检测的电化学传感器.     

施用给水厂残泥对土壤中草甘膦降解的影响

给水厂残泥(WTR)已被证实为安全废弃物,掺杂WTR能显著增强土壤对有机磷农药草甘膦的吸附容量与稳定性,与此同时,WTR的掺杂可能会进一步影响土壤中草甘膦的降解行为.本研究通过单次与重复施加草甘膦实验,从土壤中草甘膦及其代谢产物的残留特征、土壤酶活性和总菌丰度等3个方面,对比分析了WTR掺杂对土壤中草甘膦降解的影响.实验结果表明,单次施加草甘膦条件下,掺杂WTR不会影响草甘膦的降解,反而能降低草甘膦在降解过程中的迁移能力,缓解高浓度草甘膦对土壤磷酸酶和脱氢酶的抑制作用,提高土壤微生物丰度;短时间(21 d)内重复施加草甘膦会导致土壤中草甘膦与AMPA的积累,同时,掺杂WTR,特别是当掺杂量≥5%时,将造成草甘膦积累量进一步增加,但其在WTR土壤具有较高稳定性,二次释放风险小.总体而言,与短时间内频繁使用大量草甘膦的农业区相比,在施用草甘膦时间间隔较长的农业区,掺杂WTR能大大降低草甘膦在降解过程中由土壤向水体迁移的风险.     

AQS/PPy修饰石墨板阴极应用于罗丹明B的降解

采用恒电位法制备了蒽醌二磺酸钠(AQS)掺杂的聚吡咯(PPy)修饰石墨板阴极.石墨板阴极经修饰后,电化学活性得到显著提高,其电子转移内阻及电子转移量分别为未修饰的约50%和5.7倍.实验进一步考察了阴极电位、初始pH值以及Fe~(2+)含量对罗丹明B降解实验的影响,结果表明,在阴极电位为-0.1 V,pH值为3.0,Fe~(2+)浓度为0.2 mmol·L~(-1)的条件下,60 min内对罗丹明B的降解率最高可达85.76%,且长时间运行后,降解效果重复性较好.结合不同条件下的过氧化氢产量和自由基变化淬灭实验,推断了降解过程的机理,即AQS/PPy修饰的石墨板电极,有利于分子氧在电极表面被催化还原为H_2O_2,和体系中Fe~(2+)产生羟基自由基,故罗丹明B降解是以羟基自由基为主导的电芬顿反应过程.