掺杂PbO_2炭气凝胶复合材料的研制

以间苯二酚(R)、糠醛(F)为原料,六亚甲基四胺(H)为交联剂及催化剂,加入乙酸铅(L),经交联固化、老化、常压干燥和900℃氩气气氛下炭化,得到PbO2掺杂炭气凝胶(CA/PbO2)复合材料。利用透射电镜(TEM)、扫描电境(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积及孔径分析仪对CA/PbO2复合材料进行了结构表征。结果表明CA/PbO2复合材料为纳米球状网链结构,约3 nm的球型PbO2均匀分布在炭气凝胶网络中;PbO2提高了炭气凝胶的比表面积,减小了平均孔径,缩小了孔径分布范围。交流阻抗、循环伏安及恒流充放电实验表明CA/PbO2复合材料具有良好的电化学可逆性和充放电性能。当R与L的摩尔比为100∶1时,CA/PbO2复合材料在1.28 g/mL H2SO4溶液中、1 mV/s扫速下比电容达154.61 F/g。交流阻抗分析表明PbO2能够降低炭气凝胶内阻而减小阻抗。循环寿命测试表明CA/PbO2复合材料稳定性良好,循环1 000次比电容衰减小于5%,具有良好的循环充放电性能,在超级电池用炭材料应用方面有较好的应用前景。

铟掺杂PbO2电极制备及电催化降解强力霉素

采用电沉积技术制备了铟掺杂PbO2电极(In-PbO2).利用扫描电子显微镜(SEM)､X射线衍射(XRD)､循环伏安(CV)､极化曲线(LSV)､强化寿命试验和荧光光谱分析了铟掺杂对电极物理､电化学性能的影响,并考察了铟掺杂PbO2电极对强力霉素模拟废水的电催化降解能力.结果表明,与未掺杂PbO2电极相比,In掺杂后PbO2电极表面更加平整致密,裂纹数量减少,晶粒明显细化,比表面积增加,产生羟基自由基的能力增强.当掺杂量为2g/L,制备的电极电化学性能最高,析氧电位最高(1.73V),电极强化寿命从84h提高到148h.电解150min后,强力霉素降解率､TOC去除率､矿化电流效率(MCE)分别为98.2%､30.4%和3.01%,优于未掺杂PbO2电极(90.1%､26.4%､2.63%).

纳米F-PbO2修饰电极测定化学需氧量的应用研究

以制备的纳米F-PbO2修饰电极为工作电极，利用安培检测法测定水体中的COD值。该电极能够催化氧化水体中的有机物，根据氧化电流的大小可以对水样的COD值进行定量，在COD值为20-500mg／L的范围内，电极的氧化电流与水样的COD值成正比。检测限为10mg／L。该电极用于实际水样的检测，耗时短。方法简单，样品无需预处理，环境友好，测定结果与国家标准分析法比对，有较好的相关性。

Bi-PbO_2电极电化学氧化去除模拟废水中氨氮的研究

本实验采用钛网作为基体,利用电沉积方法制备了纯PbO2电极和Bi-PbO2电极,通过SEM、XRD、XPS对电极的表面形态进行了表征,利用循环伏安法对Bi-PbO2电极电化学特性进行了研究.同时,以氨氮模拟废水作为研究对象,考察了Bi-PbO2电极的电催化活性,探讨了氨氮电化学氧化降解机理.结果表明,Bi-PbO2电极的形态表征、电催化活性明显高于纯PbO2电极,氨氮的去除效率随电流密度的增加而提高,碱性条件下氨氮的去除效果明显好于酸性条件,适量浓度的Cl-的引入在碱性条件下提高了氨氮的去除效果.当氨氮初始浓度为50 mg·L-1、电流密度为40 mA·cm-2、pH=12、Cl-浓度为600 mg·L-1时,电解120 min后,氨氮100%去除.氨氮的降解机理为:体系中无添加氯离子,酸性条件下氨氮主要是通过间接氧化去除,碱性条件下通过直接电氧化和间接氧化共同完成;体系中添加氯离子,氨氮的去除主要是通过溶液中生成的有效氯间接氧化去除.