苯酚选择性电化学氧化制备高电容性能电极材料研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tianjinajun
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
导电聚合物聚苯胺(polyaniline,简称PANI)具备优良的电容性质,但在掺杂和脱掺杂的过程中结构发生破裂,具有较差的循环稳定性。另一方面,苯酚作为一种高毒物质,广泛存在于各类工业废水中。电化学氧化技术降解苯酚的过程中会产生具有可逆氧化还原活性的对苯醌(benzoquinone,简称BQ)/氢醌(hydroquinone,简称HQ)混合离子,但副反应在电极上形成绝缘层使电极钝化,抑制电化学氧化的持续进行。本文制备PANI修饰的石墨刷(graphite brush,简称GB)电极材料用于催化苯酚选择性氧化以增强电极的电容性和循环稳定性,探索电化学技术改善PANI性能与实现废水中苯酚资源化利用的可能性。PANI可以实现催化苯酚选择性电化学氧化转化为BQ/HQ,同时提高电极的电容与循环稳定性。本文第一部分制备了PANI电极并将其用于苯酚的选择性电化学氧化,从而形成P/n-PANI-GB电极(n代表氧化循环周期)。结果表明,随着PANI电极催化电化学氧化苯酚周期的延长,代表BQ/HQ氧化还原行为的峰电流显著增加,BQ/HQ的选择性在40周期达到最大为71.20%。P/40-PANI-GB电极电容为553 F g-1,充电-放电循环2000次后电容保留率为88%,均高于PANI-GB电极(分别为424 F g-1和51%)。本文第二部分阐明电容性和循环稳定性增强的原因,探究苯酚氧化产物与导电聚合物的相互作用方式。结果显示,苯酚氧化产物修饰PANI后电极的电活化面积增大;BQ/HQ作为电极中引入的第二个氧化还原系统,可通过π-π堆积,氢键和化学掺杂与PANI构成强相互作用,改善电极的电容和稳定性。同时,将该电极作为阳极构建微生物燃料电池(microbial fuel cell,简称MFC)并研究其性能。P/40-PANI-GB电极中的赝电容物质(BQ/HQ)能显着增加产电菌的附着并增强胞外电子传递,与PANI-GB阳极相比,配备P/40-PANI-GB阳极的MFC具有更高的功率输出。本研究证明PANI可用于苯酚的选择性电化学催化氧化,一方面减缓钝化效应并产生具有氧化还原活性的BQ/HQ,另一方面BQ/HQ与PANI通过π-π堆积、氢键和化学掺杂等相互作用增强电极的性能,该电极作为MFC阳极能强化电池产电。研究结果可为电化学氧化技术实现苯酚废水资源化利用和改善导电聚合物稳定性提供基础数据。
其他文献
习近平总书记指出,思想政治理论课要坚持在改进中加强,提升思想政治教育的亲和力和针对性,满足学生的成长发展需求和期待。而提升高校思想政治理论课教学亲和力和针对性的根
针对常规感应测井技术存在的斜井、倾斜地层的电阻率测量精度不高和地层的电学各向异性等缺陷,三维感应测井技术,作为一种全新的感应测井技术,可精确测量、识别倾斜地层的电阻率
目的:探讨健康宣教和护理干预在糖尿病治疗中的作用。方法:选取2011年6月-2012年6月笔者所在医院收治的糖尿病患者84例,将患者随机分成观察组和对照组两组,每组42例,观察组在常规
数字化仪是组成现代测试系统非常重要的模块之一,它可以广泛的应用于各种电子装备,数字电路以及电子元器件的功能和参数测量。随着现代测试高精度,高可靠性的性能需求,方便灵
目的:1.运用介入栓塞技术建立一种能用于影像学诊断的猪急性亚段肺动脉栓塞模型,并评价其技术上的可行性和准确性;2.比较多层螺旋CT肺动脉造影不同层厚对亚段肺动脉栓塞的显示能力
学校领导力的提升是学校的核心竞争力与持续发展的内在动力。关系型学校领导的研究不仅在理论上为解决学校领导的困境指明了研究出路,为学校领导的理论研究开辟了新的思路,在
对地方体育局长体育观进行分析和研究,从具体的体育实践出发,认知体育的个体功能和社会功能,发掘体育的价值,探究当今社会的体育事业发展模式,不仅可以丰富地方体育局长的相关研究,丰富地方体育局开展体育工作的经验、规律和理论,也可以为地方体育局长发挥好自身角色以及更好的治理区域体育事业提供良好借鉴。另外,也可以为我国地方体育局长的选任、培养和考核评价提供有益参考。本文以原广州市体育局局长刘江南为研究对象,
本文简单介绍了SVM理论基础以及为什么在SVM中需要核函数,详细介绍了常见的各种核函数及其选择问题。
荒漠化是当今世界最严重的环境与社会经济问题。而且荒漠化扩展的速度惊人,全球每年有600×104hm2的土地变为荒漠,做好防治荒漠化工作,对于实现环境、资源与社会、经济、人口
沙葱萤叶甲Galeruca daurica(Joannis)是一种近年来在内蒙古草原上暴发成灾的新害虫,危害沙葱Allium mongolium、野韭Allium ramosum、多根葱Allium polyrhizum等百合科Lilia