铜掺杂石墨烯气凝胶的制备、表征

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1、第３８卷第３期西安工业大学学报Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．３２０１８年６月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ’ａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪｕｎ．２０１８ＤＯＩ：１０．１６１８５／ｊ．ｊｘａｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．２０１８．０３．０１４铜掺杂石墨烯气凝胶的制备、表征及在电?芬顿体系中的应用孟泓杉１，王宇晶２，张治宏２，严乐２，杨诗卡１（１．西安工业大学建筑工程学院，西安７１００２１；２．西安工业大学材料与化工学院，西安７１００２１）摘要：为了改善传统电?芬顿阴极材料催化能力有限，Ｆｅ２＋的再生困难，电流密度低，应用ｐＨ值范围窄等问题，文中以石墨烯气凝胶

2、为基体将其与Ｃｕ金属掺杂负载，采用自然干燥法制得铜掺杂石墨烯气凝胶（Ｃｕ?ＧＡ）．通过扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、傅里叶变换红外光谱（ＦＴ?ＩＲ）等对铜掺杂石墨烯气凝胶进行结构及形貌表征，利用热重分析（ＴＧ）测定其热稳定性，并且采用电化学工作站对其进行电化学性能测试．为了检测铜掺杂石墨烯气凝胶的催化性能，将其作为阴极材料用于电?芬顿体系中降解罗丹明Ｂ模拟染料废水．实验结果表明，在最佳ｐＨ＝３的条件下，降解罗丹明Ｂ３０ｍｉｎ后，降解率高达９７％，且ＣＯＤ去除率达到８４％．结果表明铜掺杂石墨烯气凝胶结构稳定，能够高效氧化降解有机污染物

3、，这是由于＋的引入能够有效催化分解Ｈ，加速·ＯＨ的产生，有效地提高了电?芬顿降解效率．Ｃｕ２Ｏ２关键词：石墨烯气凝胶；铜掺杂；电?芬顿；氧化降解中图号：Ｏ６４８文献标志码：Ａ文章编号：１６７３９９６５（２０１８）０３０２６８０６犆狅狆狆犲狉犇狅狆犲犱犌狉犪狆犺犲狀犲犃犲狉狅犵犲犾：犛狔狀狋犺犲狊犻狊，犆犺犪狉犪犮狋犲狉犻狕犪狋犻狅狀犪狀犱犃狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀犻狀犈犾犲狋狉狅?犉犲狀狋狅狀１，犠犃犖犌犢狌犼犻狀犵２，犣犎犃犖犌犣犺犻犺狅狀犵２，犢犃犖犔犲２，犢犃犖犌犛犺犻犽犪１犕犈犖犌犎狅狀犵狊犺犪狀（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅ

4、ｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００２１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００２１，Ｃｈｉｎａ；）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｓｔｕｄｙａｉｍｓｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｈｅｌｉｍｉｔｅｄｃａｔａｌｙｔｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｅｌｅｃｔｒｏ?Ｆｅｎｔｏｎ２＋，ｌｏｗｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｎａｒｒｏｗｐＨｒａｎｇｅ．Ｗ

5、ｉｔｈｇｒａｐｈｅｎｅｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆＦｅａｅｒｏｇｅｌａｓｔｈｅｍａｔｒｉｘ，Ｃｕｄｏｐｅｄｇｒａｐｈｅｎｅａｅｒｏｇｅｌ（Ｃｕ?ＧＡ）ｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｔｈｅｎａｔｕｒａｌｄｒｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．ＩｔｓｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙＳｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ），ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ），Ｘ?ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ）ａｎｄＦｏｕｒｉｅｒｔ

6、ｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＦＴ?ＩＲ）．Ｉｔｓｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｓｉｓ（ＴＧ），ａｎｄｉｔｓｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｔｅｓｔｉｔｓｃａｔａｌｙｔｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｅｌｅｃｔｒｏ?Ｆｅｎｔｏｎｓｙｓｔｅｍ，Ｃｕｄｏｐｅｄｇｒａｐｈｅｎｅａｅｒｏｇｅｌｗａｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｔｏｄｅ

7、ｇｒａｄｅｄｙｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒ收稿日期：２０１７０９１１基金资助：陕西省自然科学基础研究计划青年人才项目（２０１６ＪＱ５０１１）；陕西省教育厅重点实验室科研计划项目（１６ＪＳ０４５）第一作者简介：孟泓杉（１９９２－），女，西安工业大学硕士研究生．通信作者：王宇晶（１９７８－），女，西安工业大学讲师，主要研究方向为环境催化材料．Ｅ?ｍａｉｌ：ｗａｎｇｙｕｊｉｎｇ１２２０＠１２６．ｃｏｍ．第３期孟泓杉，等：铜掺杂石墨烯气凝胶的制备、表征及在电?芬顿体系中的应用２６９ｓｉｍｕｌａｔｅｄｗｉｔｈｒｈｏｄａｍｉｎｅＢ（ＲｈＢ）．Ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄ

8、ｔｈａｔｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｒａｔｅｗａｓ９７％ａｎｄｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｏｆＣＯＤｒｅａｃ