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CuO-Co_(3)O_(4)改性钛基纳米电极去除水中硝酸盐
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作者 刘松麟 杨庆峰 +2 位作者 邱辉强 孙宇雯 刘阳桥 《工业水处理》 北大核心 2025年第2期46-53,共8页
依据金属有机框架(MOF)合成路径,经两次水热再煅烧的方法制备CuO-Co_(3)O_(4)改性钛基纳米电极(CuO-Co_(3)O_(4)@TBNE)。XRD和XPS表征表明,电极表面由Co_(3)O_(4)和Cu^(2+)组成;SEM和EDS表征发现质量分数约7.85%的Cu元素负载在了Co_(3)O... 依据金属有机框架(MOF)合成路径,经两次水热再煅烧的方法制备CuO-Co_(3)O_(4)改性钛基纳米电极(CuO-Co_(3)O_(4)@TBNE)。XRD和XPS表征表明,电极表面由Co_(3)O_(4)和Cu^(2+)组成;SEM和EDS表征发现质量分数约7.85%的Cu元素负载在了Co_(3)O_(4)纳米条上;利用线性扫描伏安法测试了电极对于水中NO_(3)^(-)-N的电催化还原能力,发现其电流响应密度较大,表现出了较强的电化学活性。将其用于电催化还原去除水中硝酸盐,结果表明,在pH=7、电流密度10 mA/cm^(2)、NO_(3)^(-)-N初始质量浓度50 mg/L条件下电解2 h后NO_(3)^(-)-N去除率达到99.73%;电极可以在较大酸碱范围内工作,中性和酸性条件下比在碱性条件下电化学还原效果更好;此外,当添加质量浓度为1000 mg/L的Cl-时,可以获得93.7%的总氮去除率。添加叔丁醇(TBA)的原子氢清除实验表明,该电极催化体系对NO_(3)^(-)-N的还原基本沿直接电子还原路径进行。稳定性评价实验表明,CuO-Co_(3)O_(4)@TBNE电极在10次循环实验中表现出了较好的稳定性以及极低的金属浸出量。 展开更多
关键词 四氧化三钴 钛基纳米电极 硝酸盐 电催化 金属有机框架
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CuO-Fe_(2)O_(3)钛基纳米电极催化还原水中硝酸盐研究
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作者 刘松麟 杨庆峰 +2 位作者 邱辉强 孙宇雯 刘阳桥 《水处理技术》 北大核心 2025年第2期99-104,109,共7页
过量硝酸盐(NO_(3)^(-))在废水中的排放已成为一个显著的环境问题。针对这一问题,利用电化学方法去除废水中的硝酸盐氮(NO_(3)^(-)-N)显得尤为重要。本研究通过水热合成,利用原位生长的金属有机框架(MOF)合成路径,在Fe_(2)O_(3)基材上负... 过量硝酸盐(NO_(3)^(-))在废水中的排放已成为一个显著的环境问题。针对这一问题,利用电化学方法去除废水中的硝酸盐氮(NO_(3)^(-)-N)显得尤为重要。本研究通过水热合成,利用原位生长的金属有机框架(MOF)合成路径,在Fe_(2)O_(3)基材上负载CuO,成功研发了一种新型电极。这种电极在提升NO_(3)^(-)-N的电催化还原性能方面表现出色。实验表明,在电流密度为10 mA/cm^(2)的条件下,经过两小时反应,当NO_(3)^(-)-N初始浓度为50 mg/L时,其去除率可达96.72%;当NO_(3)^(-)-N浓度提高至100 mg/L时,去除率依然高达94.15%。即使在电流密度降至5 mA/cm2(NO_(3)^(-)-N初始浓度为50mg/L)的条件下,去除率也能达到85.85%。这些结果表明,该电极材料在不同条件下均展现出良好的硝酸盐氮去除效果。当氯离子(Cl^(-))浓度为750 mg/L时,总氮(TN)的去除率可达94%。通过叔丁醇(TBA)自由基清除实验,我们发现该材料去除硝酸盐氮的机制是通过电子的直接转移。在进行10次循环实验后,NO_(3)^(-)-N的去除率略有提升至98.78%,同时Cu和Fe的浸出量分别为4.3μg/L和4.65μg/L,表明该材料具有优良的稳定性和极低的金属浸出量。因此,该材料在实际废水处理应用中具有巨大的潜力。 展开更多
关键词 钛基纳米电极 硝酸盐 电催化 金属有机框架(MOF)
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Co_(3)O_(4)-钛基纳米电极去除工业废水中硝酸盐的研究 被引量:4
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作者 聂华芳 杨庆峰 +1 位作者 刘登科 刘阳桥 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期84-90,共7页
工业废水中过量的硝酸盐(NO_(3)^(-))可导致严重的环境污染和人类健康问题,通过电化学还原法去除工业废水中的NO_(3)^(-)具有重要意义。采用阳极氧化和溶胶-凝胶两步法制备了Co_(3)O_(4)-钛基纳米电极(Co_(3)O_(4)-TNE),并研究了其电化... 工业废水中过量的硝酸盐(NO_(3)^(-))可导致严重的环境污染和人类健康问题,通过电化学还原法去除工业废水中的NO_(3)^(-)具有重要意义。采用阳极氧化和溶胶-凝胶两步法制备了Co_(3)O_(4)-钛基纳米电极(Co_(3)O_(4)-TNE),并研究了其电化学还原NO_(3)^(-)的性能。结果表明,Co_(3)O_(4)的负载有利于暴露更多的反应活性位点,Co_(3)O_(4)-TNE电极比TNE表现出更强的电化学活性和更高的NO_(3)^(-)-N去除率。电流密度的增加有利于提高NO_(3)^(-)-N去除率,Cl^(-)浓度的增加有利于降低NH_(4)^(+)-N生成率且对NO_(3)^(-)-N去除率几乎无影响。在NO_(3)^(-)-N初始质量浓度为50 mg/L、电流密度为10 mA/cm^(2)、Cl^(-)初始质量浓度为750 mg/L的条件下,电解120 min后,NO_(3)^(-)-N去除率为95.3%,且体系中最终无NH_(4)^(+)-N生成。自由基清除实验表明,体系中原子H^(*)的产生有利于NO_(3)^(-)的还原,电子转移引起的直接还原和原子H^(*)引起的间接还原共同实现了NO_(3)^(-)的高效去除。Co_(3)O_(4)-TNE电极在5次循环实验后仍表现出良好的稳定性和极低的金属Co浸出量,在实际废水处理中具有应用潜力。 展开更多
关键词 四氧化三钴 钛基纳米电极 硝酸盐 电化学 工业废水
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间接电氧化法合成甘油醛 被引量:9
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作者 万新军 宋明友 +1 位作者 吴蓉 褚道葆 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期578-581,共4页
通过电化学合成前驱体和溶胶 凝胶法在Ti表面修饰一层纳米TiO2 膜 ,在纳米TiO2 膜上电沉积分散的Pt微粒制成钛基纳米TiO2 Pt(Ti/nano TiO2 Pt)修饰电极。采用循环伏安法、间接电氧化法研究了纳米TiO2 Pt修饰电极的电催化活性以及Mn3... 通过电化学合成前驱体和溶胶 凝胶法在Ti表面修饰一层纳米TiO2 膜 ,在纳米TiO2 膜上电沉积分散的Pt微粒制成钛基纳米TiO2 Pt(Ti/nano TiO2 Pt)修饰电极。采用循环伏安法、间接电氧化法研究了纳米TiO2 Pt修饰电极的电催化活性以及Mn3 + /Mn2 + 媒质氧化甘油为甘油醛的过程。结果表明 ,纳米TiO2 Pt修饰电极对Mn2 + 的电氧化具有高催化活性 ,电流效率可达 90 %以上 ,非均相电解得到的Mn3 + 可一步氧化甘油为甘油醛 ,收率为 91%。 展开更多
关键词 甘油醛 间接电氧化合成 纳米TiO2-Pt电极
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