摘要
含酚废水是一种具有代表性的工业污水,其具有高毒性、高致癌性及难于生物处理等特点。电化学高级氧化技术(EAOPs)可以直接或间接的在水体中产生强氧化剂,被认为是用于处理此类工业废水的有效手段,而其中电极材料是核心的关键部分。MoS2是一种典型的层状过渡金属硫化物,由于其易于聚积和堆积,会大大减少其边缘的活性点位,同时导电率也会下降。为此,本论文制备了两种形貌(球型和花型)的MoS2,与ZIF-8衍生碳(ZNC)复合,有效的暴露了MoS2的边缘活性点位,提高了复合材料的稳定性和导电性。同时,将制备的复合电极应用于苯酚和双酚A的电催化降解反应中,优化了反应条件,并对反应机理做了初步探讨。 本论文以二水合钼酸钠为钼源、硫脲为硫源,在PVP水溶液中,用水热法制得了球状MoS2,并与碳化法制备的ZIF-8衍生碳复合,制备出MoS2/ZNC复合电极。碳化后的ZIF-8衍生碳呈规则的正十二面体结构,MoS2呈均匀的球型负载在ZNC上。Mo以Mo4+和Mo6+的形式共存,Mo4+和Mo6+的协同作用提高了复合电极的电子传递能力,有利于反应体系中强氧化自由基的产生。用Ti/TrO2/RuO2作为阳极,MoS2/ZNC作为阴极,对苯酚和双酚A进行电催化降解,结果表明,所制备的复合电极具有非常好电催化活性,在最优反应条件下,反应120min后,溶液中苯酚和双酚A的降解率分别为95.1%和94.4%,240min后COD的降解率分别为87.6%和81.8%。经过20次的重复使用,复合电极仍能有较好的催化活性。 用所制备的正十二面体ZIF-8衍生碳为碳源,将二水合钼酸钠,硫脲,溶解于葡萄糖溶液中,通过制备条件优化,成功制备了花状MoS2@ZNC复合材料。MoS2呈花瓣状纳米片结构包裹在正十二面体ZNC周围,这种纳米片状结构极大的暴露了MoS2的边缘活性点位,其核壳结构也提高了复合电极的导电性及结构稳定性。所制备的MoS2@ZNC复合电极具有非常好的电子传递能力和电催化活性。在最优反应条件下,反应120min,溶液中苯酚和双酚A的降解率分别为98.8%和96.1%,240min后,COD的降解率分别为90.5%和89.5%,同时重复使用实验证明MoS2@ZNC也具有非常好的稳定性。