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。

棉纤维变温红外光谱研究

采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR),分别研究了棉纤维的红外光谱。实验发现在2950 cm^(-1)~2830 cm^(-1)、1450 cm^(-1)~1400 cm^(-1)、1350 cm^(-1)~1300cm^(-1)和1100 cm^(-1)~1000 cm^(-1)等四个频率区间内,棉纤维同时存在着CH2不对称伸缩振动模式(νas CH2)、CH2对称伸缩振动模式(ν_(sCH_2))、OH变形振动模式(δ_(OH))和C-O伸缩振动模式(νC-O)等四种红外吸收模式。实验结果:随着测定温度的升高,棉纤维νas CH2和νs CH 2对应的红外吸收频率增加,而棉纤维δOH(包括:δ_(OH-1)和δ_(OH-2))和ν_(C-O)(包括:ν_(C-O-1)、ν_(C-O-2)、ν_(C-O-3)和ν_(C-O-4))对应的红外吸收频率减少。本项研究开拓了变温ATR-FTIR技术在棉纤维结构分析方面的研究范围。

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。

单质硫二维漫反射红外光谱研究

在4000~400 cm^(-1)的频率范围内采用傅里叶变换漫反射红外光谱技术,研究了单质硫S—S键伸缩振动红外吸收模式(νS—S)。结果发现:845 cm^(-1)频率附近的红外吸收峰则归属于单质硫νS—S的倍频峰(νS-S(d))。以单质硫νS-S(d)为研究对象,进一步开展了相关二维漫反射红外光谱研究。研究发现:单质硫νS-S(d)在838,842和848 cm^(-1)频率处有3个红外吸收峰,且室温下其红外吸收强度的变化快慢顺序为:842 cm^(-1)>838 cm^(-1)>848 cm^(-1)。

硬脂酸亚甲基面外弯曲振动红外光谱研究

在20~120℃的温度范围内,采用一维红外光谱和四阶导数红外光谱测定硬脂酸亚甲基面外弯曲振动模式（ωCH2）,研究温度对硬脂酸分子结构的影响。实验结果表明,在1 180~1 320 cm^-1的频率范围内,硬脂酸存在＂第一特征频率红外吸收谱带＂和未见文献报道的＂第二特征频率红外吸收谱带＂。硬脂酸脂肪链由全反式有序构象改变为无序构象的临界温度为80~85℃。进一步采用二维红外光谱技术研究了温度对于硬脂酸ωCH2红外吸收强度变化趋势的影响。