N-Co/C@CF阴极材料制备及在电芬顿脱色中的应用

文章采用混合热解法合成了金属有机骨架(MOFs)衍生的N掺杂多孔碳阴极材料N-Co/C,利用SEM、FT-IR、XPS等表征技术及电化学表征手段探究了碳材料的几何形貌、物化性质及电化学性能,构建了N-Co/C@CF为阴极的电芬顿体系,用以降解活性红195染料废水。根据实验结果,N掺杂碳材料为无定形结构,比表面积大,且材料中产生了有利于两电子氧还原反应的石墨型氮和吡啶型氮。N掺杂后,N-Co/C@CF电极材料导电性能、对氧气的吸附能力及还原能力均明显提高,以600℃下煅烧所得N-Co/C-600@CF电极材料性能最佳。采用N-Co/C-600@CF为阴极降解活性红195,在电压3 V、Fe^(2+)浓度20 mg/L,pH=3及O_(2)流量为60 mL/min下,90 min染料脱色率达到99.66%,COD去除率可达72.87%。电极循环使用6次,脱色率仍可达到93.54%,表明电极具有良好的稳定性。

碳毡电极用于电芬顿脱色性能及机理研究

为了探究CF电极在电芬顿脱色中的应用性能及机理,通过对阴极材料的对比,建立了以碳毡为阴极的电芬顿降解体系,探讨了不同操作参数如废液pH、O_(2)流量、电压、Fe^(2+)浓度等因素对活性红195染料废水的脱色率、COD去除率的影响。根据实验结果,采用碳毡做阴极,Fe^(2+)浓度为20 mg/L,pH为3、O_(2)流量60 mL/min、电压3 V条件下,反应3 h染料几乎完全脱色,COD去除率可达73.31%;利用猝灭实验初步探讨了染料降解的主要机制,•OH的生成及其强氧化作用是染料降解的主要因素;利用UV-Vis及GC-MS对染料降解机理进行了分析,发现反应前30 min降解速度最快;电极稳定性实验及扫描电子显微镜(SEM)形貌分析证明了碳毡阴极具有良好的电化学稳定性。

乙二胺改性双氰胺甲醛脱色絮凝剂的合成及脱色性能研究

以乙二胺为改性剂、双氰胺和甲醛为原料,制备了改性脱色絮凝剂(EDA-DCDF),利用FT-IR、XRD和SEM对絮凝剂结构及形貌特性进行表征。考察了原料配比、絮凝剂投加量、废水初始pH、无机盐和表面活性剂等对染料脱色性能的影响。结果表明,改性双氰胺甲醛颗粒属无定形结构,相对于未改性双氰胺甲醛DCDF,改性后的EDA-DCDF获得了更好的脱色性能,对活性红195的最大脱色率可达到98.7%,明显高于DCDF。EDA-DCDF在酸性至微碱性条件下使用可获得良好的脱色性能,无机盐、表面活性剂对絮凝剂脱色性能产生了不同影响,在实验浓度范围内,EDA-DCDF展示了较好的抗盐性,而表面活性剂SDBS对脱色性能产生明显的负面影响。