石墨毡负载NiOOH的高选择性H_(2)O_(2)生成及其在电芬顿中的应用

【目的】电化学合成过氧化氢(H_(2)O_(2))原位耦合芬顿技术在黑臭水体治理中具有广阔的应用前景,对中性介质中低成本、高性能氧还原阴极电催化剂进行研究很有必要。【方法】通过简单、有效的水热法制备了石墨毡负载NiOOH电催化剂(x-NiOOH/GF),探讨了水热过程中硝酸镍添加量对催化剂形貌和电化学性能的影响。【结果】实验结果表明:3.5-NiOOH/GF具有高暴露的活性位点和接触面。中性条件下,在氧还原反应(ORR)中表现出高的电化学活性、近100%的H_(2)O_(2)选择性和优异的稳定性,最后,3.5-NiOOH/GF通过电芬顿工艺有效降解罗丹明B(RhB),表明其处理难降解有机污染废水的潜力。

Co_(3)O_(4)掺杂SnO_(2)-Sb导电固溶体电致^(1)O_(2)强氧化剂降解罗丹明B性能

【目的】降解印染废水阳极材料降解效率低,产业化进程慢。【方法】采用多次浸渍-热分解法制备了不同Co_(3)O_(4)掺杂量SnO_(2)-Sb-Co_(3)O_(4)@GF纳米复合电极材料,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对其形貌、晶相、表面元素进行表征,化学捕获剂法鉴别电致自由基。【结果】Co_(3)O_(4)均匀掺杂至SnO_(2)-Sb固溶体,并在碳纤维表面形成纳米微晶薄层,其中SnO_(2)-Sb-Co1%@GF晶粒粒径较小,分布均匀致密;该电极在电解Na_(2)SO_(4)水溶液过程中释放大量·OH、SO_(4)^(·-)、·O_(2)^(-)和^(1)O_(2)等强氧化性自由基,其中^(1)O_(2)对废水中RhB的降解起到较为重要的作用。【结论】线性扫描伏安、循环伏安、交流阻抗等电化学性能表征显示,该电极具有最高的交换电流密度、伏安电荷、电化学活性面积和较低的交流阻抗,显示出较突出的电解水的催化活性。

NiY分子筛的合成及在微生物电解池阴极的析氢性能研究

在Na2O-Al2O3-Si O2-H2O体系中添加硝酸镍,采用导向剂法合成了Ni Y分子筛。利用XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附等手段对合成的Ni Y分子筛进行了表征。结果表明,随着镍添加量的增加,结晶度和zeta电位呈先增大后减小的趋势。当Si/Ni(mol ratio)大于5时,硝酸镍对分子筛的形成具有促进作用,当Si/Ni(mol ratio)小于5时,则具有抑制作用。晶粒粒径为1.5-3μm,形貌为凹槽结构的六方或四方柱型,且具有微孔-介孔多级孔道结构特征。通过循环伏安曲线和极化曲线测试,在Si/Ni(mol ratio)=5时,样品的氧化还原性能最强,过电势最小,电催化活性最高。在12 h内,每4 mg的Si/Ni(mol ratio)=5样品,产气总量为10.1 m L,氢气纯度达81.69%,与Pt电极相比其氢气产量提高了28%。Ni Y分子筛表现出良好的析氢催化活性,有望取代Pt成为MEC新型阴极材料。

石墨烯改性NiY分子筛的合成及催化析氢性能研究

利用原位合成法、还原法和浸渍法合成了石墨烯改性NiY分子筛,分别得到还原氧化石墨烯(rGO)-NiY、h-rGO-NiY和j-rGO-NiY子筛。利用X射线衍射仪、红外光谱和扫描电镜表征石墨烯改性NiY分子筛,结果表明:改性后,样品具有较高的结晶度,保持NiY分子筛的骨架结构,晶粒尺寸增大到3μm左右。在微生物电解池(MEC)阴极对石墨烯改性NiY分子筛进行催化析氢活性评价,评价结果为:12h内,rGO-NiY分子筛的最大电流密度8.10A/m^2,产气量11.1mL,氢气净产量9.29mL,表现出优异的催化析氢性能。