[发明专利]铁-单宁酸衍生物修饰石墨毡非均相电芬顿阴极材料、制备方法及应用有效
申请号: | 202011361839.X | 申请日: | 2020-11-27 |
公开(公告)号: | CN112408668B | 公开(公告)日: | 2023-04-07 |
发明(设计)人: | 李阳;林若昀;吕芳杰;曹雯星;雍天智 | 申请(专利权)人: | 南京信息工程大学 |
主分类号: | C02F1/469 | 分类号: | C02F1/469;C02F1/66;C02F101/30 |
代理公司: | 南京钟山专利代理有限公司 32252 | 代理人: | 王楠 |
地址: | 210044 江苏*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 单宁酸 衍生物 修饰 石墨 均相 电芬顿 阴极 材料 制备 方法 应用 | ||
1.一种铁-单宁酸衍生物修饰石墨毡非均相电芬顿阴极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、石墨毡材料的预处理:
将石墨毡材料依次用乙醇和超纯水超声浸泡,再经过清洗、烘干后备用;
S2、铁-单宁酸配合物溶液的制备:
将单宁酸与超纯水混合配制成单宁酸溶液,将九水合硝酸铁与超纯水混合配制成硝酸铁溶液,将上述单宁酸溶液与硝酸铁溶液混合,磁力搅拌,得到铁-单宁酸配合物溶液;
S3、铁-单宁酸衍生物修饰石墨毡非均相电芬顿阴极材料的制备:
将S1中处理后的石墨毡材料置于S2所得到的铁-单宁酸配合物溶液中,超声震荡后静置;将铁-单宁酸配合物溶液与石墨毡材料一起转移至离心管中离心,以去除多余的铁-单宁酸配合物;将负载铁-单宁酸配合物的石墨毡材料取出,烘干过夜;将烘干后的负载铁-单宁酸配合物的石墨毡材料置于管式炉内,在氮气氛围下,以恒定升温速率升温至一定温度并在该温度下保温一段时间,得到铁-单宁酸衍生物修饰石墨毡非均相电芬顿阴极材料;石墨毡材料在管式炉内以3℃/min的升温速率升温至300℃并保温,保温时间为2h。
2.根据权利要求1所述的铁-单宁酸衍生物修饰石墨毡非均相电芬顿阴极材料的制备方法,其特征在于,所述石墨毡材料的规格为2cm(±0.3cm)×2cm(±0.3cm)×0.5cm(±0.2cm)。
3.根据权利要求1所述的铁-单宁酸衍生物修饰石墨毡非均相电芬顿阴极材料的制备方法,其特征在于,S2中,所述单宁酸溶液中,单宁酸与超纯水的重量比为1:10;所述硝酸铁溶液中,九水合硝酸铁与超纯水的重量比为1:10。
4.根据权利要求1所述的铁-单宁酸衍生物修饰石墨毡非均相电芬顿阴极材料的制备方法,其特征在于,S2中,单宁酸溶液与硝酸铁溶液等体积混合。
5.根据权利要求1所述的铁-单宁酸衍生物修饰石墨毡非均相电芬顿阴极材料的制备方法,其特征在于,S3中,超声震荡时间为10min,静置时间为1h。
6.根据权利要求1所述的铁-单宁酸衍生物修饰石墨毡非均相电芬顿阴极材料的制备方法,其特征在于,S3中,铁-单宁酸配合物溶液与石墨毡材料在离心管中进行离心,离心转速为600rpm,离心时间为20s。
7.一种铁-单宁酸衍生物修饰石墨毡非均相电芬顿阴极材料,其特征在于,根据权利要求1~6任意一项制备方法制备而成。
8.权利要求1~6任意一项所制备的铁-单宁酸衍生物修饰石墨毡非均相电芬顿阴极材料在有机废水处理中的应用。
9.根据权利要求8所述的铁-单宁酸衍生物修饰石墨毡非均相电芬顿阴极材料在有机废水处理中的应用,其特征在于,
将铁-单宁酸衍生物修饰石墨毡非均相电芬顿阴极材料作为阴极连接电化学工作站的工作电极,铂电极连接电化学工作站的对电极,以硫酸钠溶液作为电解液,并在电解液中加入一定浓度的有机污染物,调节溶液体系的pH=3~9,并不断在溶液中通入氧气;
通过恒电流的方式进行电芬顿反应,设置电流密度为5~40mA/cm2;接通电流后,氧气在石墨毡表面发生两电子还原反应生成H2O2,紧接着被铁-单宁酸衍生物分解产生羟基自由基,进而氧化降解水中的有机污染物。
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