Cu/CNT复合结构的电镀制备及其表征

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Cu纳米颗粒是有高活性和选择性的催化剂,具有比表面积大、表面活性位点多等优点,被用来催化对硝基苯酚。不同形貌的Cu微/纳米晶体,如立方体、线状、盘状、枝状、以及中空结构等,会对催化性能产生较大的影响。但是纳米颗粒的催化剂在催化降解过程中容易团聚,降低催化效率;而且在催化降解完成后难以回收并重复利用。本论文主要利用CNT作为添加剂,通过改变Cu的电镀电流实现纳米Cu/CNT复合结构的制备,并将其用于降解对硝基苯酚。由于纳米材料是附着于基底上因而解决了不易回收且难以重复利用的问题。论文首先通过控制CuS04溶液添加剂(碳纳米管CNT、聚丙烯酸PA、十二烷基硫酸钠SDS)的成分比例和电流密度在Cu基底上制备出不同形貌的Cu纳米颗粒薄膜。发现PA抑制Cu沉积且能改变Cu形貌,而SDS促进Cu沉积。并通过改变CNT的分散状态,从而得到不同形貌Cu/CNT复合结构。当CNT不分散时,优化电流密度,PA的浓度,通过电镀可以得到网络片状的Cu/CNT复合结构。为了后续利用晶硅太阳能电池增强催化性能,本论文还尝试把Cu/CNT复合结构在硅上进行制备,用于降解对硝基苯酚。在沉积电流密度为56 mA/cm2,添加剂为1 g/LCNT,2 g/LPA的条件下制备得到花状Cu/CNT复合结构,并用于催化降解对硝基苯酚,反应速率常数高达0.0078 s-1 90s降解效率达到97.4%。反应速率常数比文献报道的大部分Cu催化剂大。本论文利用电化学沉积法制备Cu/CNT复合结构,通过控制添加剂和电流密度得到了不同形貌Cu/CNT复合结构,并能有效降解对硝基苯酚,而且易回收。为Cu纳米催化剂的制备和回收提供一种新的研究方法。
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