非贵金属催化电极Ni/C@CF的制备及绿色类Fenton性能

摘要

传统芬顿（Fenton）法利用Fe~(2+)催化H_2O_2产生具有强氧化性的羟基自由基（·OH）,可以高效氧化降解水中有机污染物,但其操作pH范围窄（pH≈3）和易产生铁絮凝沉淀的缺点限制了其应用发展.原子氢H*作为一种单电子供体,可以将电子快速转移到H_2O_2中,生成·OH,适用于广泛的pH值,没有铁污泥产生,是一种新型高效绿色芬顿法.然而，原子H*更易相互结合形成H_2,极不稳定,因此，探索合适的电催化剂对H*绿色Fenton的应用起着至关重要的作用.本文以炭黑作为载体,通过液相还原法制备了具有催化活性高、性能稳定的Ni/C@碳毡（Ni/C@CF）非贵金属电催化材料,制备的Ni纳米粒子均匀分散在炭黑上.以此电极材料为阴极,构建绿色Fenton催化体系,能够催化H_2O和H+生成H*,进而催化H_2O_2产生·OH,高效降解去除水中抗生素污染物.通过调节制备方法、电压、溶液pH值及外加氧化剂量,确定了该体系下的最佳反应条件.

关键词

芬顿反应 / 原子氢 / Ni/C@CF材料 / 电催化 / 有机污染物