改性Pt基催化材料的制备及其对氨氮的电催化氧化性能研究

发布时间：2025-05-13 04:36

　　近年来,氨氮废水的过量排放对环境和人类造成了较大危害,因此研发此类废水的高效处理方法成为了环境领域的热点之一。其中电催化氧化法由于反应条件温和、操作简便和易于控制等优点成为国内外研究热点。催化电极材料的研究既是电催化氧化技术发展的重点也是研究难点。其中Pt被认为是目前最优良的氨氮电催化材料,但是Pt基催化材料高昂的价格和易中毒等缺点在一定程度上限制了其在废水处理领域中的大规模应用。因此,开发具有高催化活性和抗中毒能力的Pt基氨氮电催化材料对于促进氨氮电氧化技术的发展和广泛应用具有十分重要的意义。本论文旨在采用一种制备工艺简单,条件温和的电化学方法,通过引入稀土金属氧化物二氧化铈(Ce02),以玻碳电极(GCE)为基底,Pt为活性组分,制备改性Pt基催化电极材料Pt-CeO2;利用物理和化学表征手段(SEM和ICP)对玻碳电极表面催化材料的微观结构和化学组成进行分析,研究改性Ce02的引入对Pt的沉积形态和粒径的影响；根据催化电极对氨氮的氧化峰电流强度为反馈,优化和确定改性催化材料的制备条件；结合电化学表征手段(CV,I-t)研究改性材料Ce02的引入对Pt基电催化材料催化活性、耐久性和抗...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
论文中涉及的符号和缩写词
第一章 绪论
    1.1 废水中氨氮的来源和危害
        1.1.1 氨氮的来源
        1.1.2 氨氮的危害
    1.2 废水中氨氮的去除方法
        1.2.1 生物法
        1.2.2 物化法
        1.2.3 电化学氧化法
    1.3 电催化氧化氨氮的研究进展
        1.3.1 电化学氧化氨氮的机理
        1.3.2 氨氮电催化材料的研究进展
    1.4 CeO₂简介及其应用
    1.5 研究目的和主要研究内容
        1.5.1 研究意义及目的
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 研究思路
第二章 Pt-CeO₂/GCE催化电极的制备及表征
    2.1 引言
    2.2 实验材料与仪器
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验仪器
    2.3 实验及表征方法
        2.3.1 循环伏安法(Cyclic Voltammetry,CV)
        2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.3 等离子光谱仪(ICP)
        2.3.4 实验装置
    2.4 工作电极的制备
        2.4.1 电极预处理
        2.4.2 工作电极的制备
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 Pt-CeO₂/GCE催化电极的制备
        2.5.2 Pt-CeO₂/GCE的扫描电子显微镜表征
        2.5.3 Pt-CeO₂/GCE的等离子体光谱表征
        2.5.4 Pt-CeO₂/GCE对氨氮的电催化活性
        2.5.5 Pt-CeO₂/GCE催化电极制备条件的优化
    2.6 本章小结
第三章 Pt-CeO₂/GCE对碱体系中氨氮的电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 电化学测试方法
        3.2.1 循环伏安法(Cyclic Voltammetry,CV)
        3.2.2 电化学活性面积(Electrocative surface area,ESA)
        3.2.3 计时电流法(Chronoamperometry)
    3.3 电极材料的电化学性能分析
        3.3.1 电极材料电化学活性面积(ESA)
        3.3.2 电极材料的电催化活性
        3.3.3 电极材料的耐久性
        3.3.4 电极材料的稳定性
        3.3.5 扫描速度的影响
    3.4 本章小结
第四章 Pt-CeO₂/GCE对氨氮的电催化去除性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 仪器与试剂
        4.2.2 分析测试方法
        4.2.3 实验方法
    4.3 实验结果分析与讨论
        4.3.1 不同电位
        4.3.2 不同碱浓度
        4.3.3 不同氨氮初始浓度
    4.4 本章小结
第五章 研究总结与展望
    5.1 研究总结
    5.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间的主要科研成果
致谢



本文编号：4045756