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硼掺杂金刚石薄膜电化学氧化处理对硝基苯酚
1
作者
江晶
崔兆伦
+1 位作者
张楚燕
黄楠
《工业水处理》
北大核心
2025年第3期157-164,共8页
对硝基苯酚废水具有高化学需氧量(COD)、生物危害性和难降解性等特点,采用传统方法难以高效处理。利用硼掺杂金刚石(BDD)薄膜电化学氧化法降解对硝基苯酚。考察了电流密度、溶液流量和对硝基苯酚初始质量浓度对对硝基苯酚降解效果的影响...
对硝基苯酚废水具有高化学需氧量(COD)、生物危害性和难降解性等特点,采用传统方法难以高效处理。利用硼掺杂金刚石(BDD)薄膜电化学氧化法降解对硝基苯酚。考察了电流密度、溶液流量和对硝基苯酚初始质量浓度对对硝基苯酚降解效果的影响,发现随着电流密度、溶液流量增大,对硝基苯酚去除率增加;而随着对硝基苯酚初始质量浓度增加,对硝基苯酚去除率反而减小。利用叔丁醇和甲醇作猝灭剂验证羟基自由基(·OH)和硫酸根自由基(SO_(4)·-)的活性作用,发现添加叔丁醇和甲醇猝灭剂后,对硝基苯酚去除率从99.5%下降至76.2%和56.2%。利用液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)对不同初始质量浓度对硝基苯酚降解过程的中间产物进行了检测,确定降解路径主要由·OH取代硝基并加成直至不稳定裂环。通过检测对硝基苯酚降解过程中COD的变化,计算电流效率和能耗,分析BDD薄膜电极电化学氧化处理对硝基苯酚的经济性,并提出未来的研究方向。
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关键词
硼掺杂金刚石
电化学
水处理
对硝基苯酚
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职称材料
硼掺杂浓度对金刚石薄膜电化学高级氧化性能的影响:基于[Fe(CN)_(6)]^(3-/4-)探针的研究
2
作者
郑子文
翟朝峰
+3 位作者
张楚燕
胡天文
姜辛
黄楠
《中国表面工程》
北大核心
2025年第2期255-267,共13页
硼掺杂金刚石(BDD)薄膜作为电化学高级氧化降解有机污染物的电极材料,在环境保护领域具有重要的应用价值。硼掺杂浓度是影响性能的重要因素,然而直接建立硼掺杂浓度与BDD薄膜电化学高级氧化性能关系极具挑战。以热丝化学气相沉积制备的...
硼掺杂金刚石(BDD)薄膜作为电化学高级氧化降解有机污染物的电极材料,在环境保护领域具有重要的应用价值。硼掺杂浓度是影响性能的重要因素,然而直接建立硼掺杂浓度与BDD薄膜电化学高级氧化性能关系极具挑战。以热丝化学气相沉积制备的不同硼掺杂浓度的10.16 cm(4英寸)BDD薄膜为研究对象,利用[Fe(CN)_(6)]^(3-/4-)氧化还原对研究BDD薄膜电化学性质,并结合电化学高级氧化降解四环素的试验结果,建立BDD薄膜电化学性质和降解性能之间的联系。研究结果表明,BDD薄膜对四环素的降解能力与电化学活性面积(ECSA)、异质电子转移动力学性质(异质电子转移常数k_(0)和电子转移电阻R_(ct))遵从相同的变化规律:BDD_(4000)>BDD_(6800)>BDD_(4700)>BDD_(3000)。在适中的硼掺杂浓度4000 ppm(10-6)条件下,BDD_(4000)薄膜由高电化学活性的金刚石(111)面和良好化学吸附能力的纳米晶金刚石构成,因而具有高k_(0)(1.95×10^(-2)cm·s^(-1))、低R_(ct)(126.6Ω)和高ECSA。这将促进BDD薄膜高效地产生羟基自由基(·OH),从而高效率降解四环素。研究结果表明,开展BDD薄膜在[Fe(CN)_(6)]^(3-/4-)中电化学性质测量,能够为迅速、简便地评估BDD薄膜电化学高级氧化性能提供参考,对选择高性能的电极材料并进一步推动其在环境保护领域的应用具有积极作用。
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关键词
热丝化学气相沉积
硼掺杂金刚石
电化学性质
异质电子转移动力学性质
电化学高级氧化
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职称材料
题名
硼掺杂金刚石薄膜电化学氧化处理对硝基苯酚
1
作者
江晶
崔兆伦
张楚燕
黄楠
机构
东北大学机械工程与自动化学院
中国科学院金属研究所沈阳材料国家研究中心
中国科学技术大学材料科学与工程学院
出处
《工业水处理》
北大核心
2025年第3期157-164,共8页
基金
辽宁省“揭榜挂帅”科技攻关项目(2021JH1/10400031)
辽宁省中试基地中试验证类项目(2022JH24/10200033)。
文摘
对硝基苯酚废水具有高化学需氧量(COD)、生物危害性和难降解性等特点,采用传统方法难以高效处理。利用硼掺杂金刚石(BDD)薄膜电化学氧化法降解对硝基苯酚。考察了电流密度、溶液流量和对硝基苯酚初始质量浓度对对硝基苯酚降解效果的影响,发现随着电流密度、溶液流量增大,对硝基苯酚去除率增加;而随着对硝基苯酚初始质量浓度增加,对硝基苯酚去除率反而减小。利用叔丁醇和甲醇作猝灭剂验证羟基自由基(·OH)和硫酸根自由基(SO_(4)·-)的活性作用,发现添加叔丁醇和甲醇猝灭剂后,对硝基苯酚去除率从99.5%下降至76.2%和56.2%。利用液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)对不同初始质量浓度对硝基苯酚降解过程的中间产物进行了检测,确定降解路径主要由·OH取代硝基并加成直至不稳定裂环。通过检测对硝基苯酚降解过程中COD的变化,计算电流效率和能耗,分析BDD薄膜电极电化学氧化处理对硝基苯酚的经济性,并提出未来的研究方向。
关键词
硼掺杂金刚石
电化学
水处理
对硝基苯酚
Keywords
boron-doped diamond
electrochemistry
water treatment
p-nitrophenol
分类号
X703.1 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
硼掺杂浓度对金刚石薄膜电化学高级氧化性能的影响:基于[Fe(CN)_(6)]^(3-/4-)探针的研究
2
作者
郑子文
翟朝峰
张楚燕
胡天文
姜辛
黄楠
机构
中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心
中国科学技术大学材料科学与工程学院
出处
《中国表面工程》
北大核心
2025年第2期255-267,共13页
基金
国家自然科学基金(52202054,51202257)
辽宁省“揭榜挂帅”科技攻关项目(2021JH1/10400031)
+1 种基金
辽宁省中试基地中试验证类项目(2022JH24/10200033)
中国科学院仪器设备功能开发技术创新项目(sjzx-gnkf-202203)。
文摘
硼掺杂金刚石(BDD)薄膜作为电化学高级氧化降解有机污染物的电极材料,在环境保护领域具有重要的应用价值。硼掺杂浓度是影响性能的重要因素,然而直接建立硼掺杂浓度与BDD薄膜电化学高级氧化性能关系极具挑战。以热丝化学气相沉积制备的不同硼掺杂浓度的10.16 cm(4英寸)BDD薄膜为研究对象,利用[Fe(CN)_(6)]^(3-/4-)氧化还原对研究BDD薄膜电化学性质,并结合电化学高级氧化降解四环素的试验结果,建立BDD薄膜电化学性质和降解性能之间的联系。研究结果表明,BDD薄膜对四环素的降解能力与电化学活性面积(ECSA)、异质电子转移动力学性质(异质电子转移常数k_(0)和电子转移电阻R_(ct))遵从相同的变化规律:BDD_(4000)>BDD_(6800)>BDD_(4700)>BDD_(3000)。在适中的硼掺杂浓度4000 ppm(10-6)条件下,BDD_(4000)薄膜由高电化学活性的金刚石(111)面和良好化学吸附能力的纳米晶金刚石构成,因而具有高k_(0)(1.95×10^(-2)cm·s^(-1))、低R_(ct)(126.6Ω)和高ECSA。这将促进BDD薄膜高效地产生羟基自由基(·OH),从而高效率降解四环素。研究结果表明,开展BDD薄膜在[Fe(CN)_(6)]^(3-/4-)中电化学性质测量,能够为迅速、简便地评估BDD薄膜电化学高级氧化性能提供参考,对选择高性能的电极材料并进一步推动其在环境保护领域的应用具有积极作用。
关键词
热丝化学气相沉积
硼掺杂金刚石
电化学性质
异质电子转移动力学性质
电化学高级氧化
Keywords
hot-filament chemical vapor deposition
boron doped diamond
electrochemical property
heterogeneous electron-transfer kinetic property
electrochemical advanced oxidation performance
分类号
TQ150 [化学工程—电化学工业]
X131 [环境科学与工程—环境科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
硼掺杂金刚石薄膜电化学氧化处理对硝基苯酚
江晶
崔兆伦
张楚燕
黄楠
《工业水处理》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
硼掺杂浓度对金刚石薄膜电化学高级氧化性能的影响:基于[Fe(CN)_(6)]^(3-/4-)探针的研究
郑子文
翟朝峰
张楚燕
胡天文
姜辛
黄楠
《中国表面工程》
北大核心
2025
0
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职称材料
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