【摘 要】
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有机废水生物需氧量（BOD）低,生化净化能力差,数量多变,含有一些有毒物质,不易被活性污泥分解,是一种难降解的有机废水。具有协同效应,是一种高级氧化耦合技术,同时也是解决难降解高浓度有机废水的新兴技术。本论文以导电性良好的泡沫镍为基底,以二氧化钛为负载物制备二氧化钛负载泡沫镍阴极（Ti O2-Ni）。在紫外光下,以Fe为阳极,通过光氧化和电芬顿氧化方法降解模拟有机废水甲基橙水溶液。首先,采用溶胶-
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有机废水生物需氧量（BOD）低,生化净化能力差,数量多变,含有一些有毒物质,不易被活性污泥分解,是一种难降解的有机废水。具有协同效应,是一种高级氧化耦合技术,同时也是解决难降解高浓度有机废水的新兴技术。本论文以导电性良好的泡沫镍为基底,以二氧化钛为负载物制备二氧化钛负载泡沫镍阴极（Ti O2-Ni）。在紫外光下,以Fe为阳极,通过光氧化和电芬顿氧化方法降解模拟有机废水甲基橙水溶液。首先,采用溶胶-凝胶法制备了锐钛矿型二氧化钛颗粒（Ti O2）和石墨烯改性二氧化钛（Gr-Ti O2）颗粒并将其负载在泡沫镍（F-Ni）表面,制备了Ti O2/F-Ni和Gr-Ti O2/F-Ni复合膜,再通过氮掺杂制备了掺氮二氧化钛（N/Ti O2）。研究了掺氮二氧化钛（N/Ti O2）与二氧化钛降解甲基橙水溶液性能。结果表明,由于Gr-Ti O2/F-Ni膜中石墨烯增加了比表面积,促进了吸附作用发生,降解性能明显优于Ti O2/F-Ni;可见光下,动力学系数为0.018 min-1,表明其在可见光范围也具有较高的催化性能,而Ti O2在可见光下对甲基橙几乎无降解。其次,通过电化学剥离-沉积方法制备了石墨烯负载泡沫镍（Gr/F-Ni）电极。以制备的Gr/F-Ni做阴极,以铁片作为阳极,采用电芬顿反应降解水中甲基橙,研究通电电压变化和泡沫镍上负载石墨烯含量变化对电芬顿体系影响。结果表明,Gr/F-Ni表现出相对优异的催化活性、四电子选择性和相对稳定性。最佳降解条件为:在14cm~2的泡沫镍上负载4%石墨烯,通电电压为10 V时,电催化降解效率最高,降解动力学系数为1.15*10-2min-1。最后,通过电化学方法和浸渍法制备了氮掺杂二氧化钛-石墨烯/泡沫镍电极（N/Ti O2-Gr/F-Ni）。以N/Ti O2-Gr/F-Ni为阴极,阳极为铁片,在可见光照和通电条件下催化降解甲基橙。由于可见光降解和电芬顿氧化协同作用,甲基橙降解速率均明显高于N/Ti O2和Gr/F-Ni,甲基橙（MO）降解速度增加,动力学系数为0.087 min-1。分析表明,Gr/Ni的加入,在通电条件下,减少了光生载流子的复合过程与本身的电子空穴对的分离能力耦合,使二氧化钛催化能力加强。N/Ti O2的加入也加速了电子转移过程,二电子转移过程的加速使得更多过氧根离子的产生,进而加快了电芬顿反应过程。
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