CuO-Co3O4改性钛基纳米电极去除水中硝酸盐

编号：NMJS09423

篇名：CuO-Co3O4改性钛基纳米电极去除水中硝酸盐

作者：刘松麟 杨庆峰 邱辉强 孙宇雯 刘阳桥

关键词： 四氧化三钴 钛基纳米电极 硝酸盐 电催化 金属有机框架

机构： 中国科学院上海高等研究院绿色化学工程技术研究与发展中心 中国科学院大学 中国科学院上海硅酸盐研究所

摘要： 依据金属有机框架(MOF)合成路径,经两次水热再煅烧的方法制备CuO-Co3O4改性钛基纳米电极(CuO-Co3O4@TBNE)。XRD和XPS表征表明,电极表面由Co3O4和Cu2+组成;SEM和EDS表征发现质量分数约7.85%的Cu元素负载在了Co3O4纳米条上;利用线性扫描伏安法测试了电极对于水中NO3--N的电催化还原能力,发现其电流响应密度较大,表现出了较强的电化学活性。将其用于电催化还原去除水中硝酸盐,结果表明,在pH=7、电流密度10 mA/cm2、NO3--N初始质量浓度50 mg/L条件下电解2 h后NO3--N去除率达到99.73%;电极可以在较大酸碱范围内工作,中性和酸性条件下比在碱性条件下电化学还原效果更好;此外,当添加质量浓度为1000 mg/L的Cl-时,可以获得93.7%的总氮去除率。添加叔丁醇(TBA)的原子氢清除实验表明,该电极催化体系对NO3--N的还原基本沿直接电子还原路径进行。稳定性评价实验表明,CuO-Co3O4@TBNE电极在10次循环实验中表现出了较好的稳定性以及极低的金属浸出量。