改性石墨毡作为阴极材料在污染物降解中的应用研究进展

石墨毡(碳毡)作为一种常用的电催化降解电极在很多研究中使用,通过改性可以提高其作为阴极的催化能力。综述了近年来通过酸处理、碱处理、氧化剂处理、氮掺杂改性、热处理改性、石墨烯改性、炭黑(或碳纳米管)与聚四氟乙烯改性、生物聚合物改性、过渡金属改性等提高石墨毡(碳毡)阴极性能的改性方法及在水处理方面的应用,介绍了修饰后阴极在亲水性、 H_2O_2生成及矿化率等方面的优良性能,并探讨了石墨毡(碳毡)改性的方向及其应用前景。

石墨阳极氧化染料废水的应用

以石墨碳毡(GF)为阳极,采用阳极氧化法对模拟染料废水——亚甲基蓝(MB)、结晶紫(CV)和罗丹明B(RhB)进行降解,分别考察外加电压、初始pH、染料初始质量浓度与电解质类型对染料降解效果的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)和X线光电子能谱(XPS)对石墨碳毡的表面形貌与官能团进行分析。结果表明:石墨碳毡是由碳微丝交织而成的三维材料,存在含氧官能团和不饱和键,对有机染料具有较好的去除效果;常温常压下,外加电压为1.4V、初始pH为3,染料的初始质量浓度为25mg/L,电解质为Na2SO4时,染料的降解效果最优。石墨碳毡可以在较大的质量浓度范围与较宽泛的pH条件下阳极氧化降解染料,电压越高,染料的降解效果越好,但过高的电压将导致碳腐蚀。

氧气-阳极协同氧化体系中有机染料的降解行为

以石墨碳毡为阳极,采用氧气-阳极协同氧化法对亚甲基蓝(MB)、结晶紫(CV)和罗丹明B(RhB)进行降解,研究了不同电压下染料的降解动力学和降解途径。结果表明,染料在降解初期符合一级动力学特征,且其降解速率随电压的升高而加快。1.8、2.0 V电压下,MB和CV在12 h内脱色率达到100%,而RhB在3 h内脱色完全。染料在体系中主要通过N-去甲基化/去乙基化和发色团解离途径被部分降解。