摘要
关于中空碳球在电化学中的应用，已有许多报道。然而，在电芬顿领域的研究仍然不足。目前，用于电催化产H2O2的中空碳球主要由硬模板法制备，存在合成步骤繁琐，且必须使用危险化学品去除模板等问题。而采用无模板法制备中空碳球不需要制备和去除模板，操作简单且可以避免危险化学品的使用。因此本研究没有使用任何模板和有毒的有机溶剂，通过β-环糊精的自组装一步获得了中空碳球。然后探索了多种改性方法发现同时使用H2和KOH活化的中空碳球具有最高的电催化产H2O2速率，远高于实心碳球和未改性的中空碳球。这主要归功于H2下的碳化有效地将材料表面的大量sp2-C键转化为催化活性更高的sp3-C以及KOH活化使得材料比表面积大量增加为电催化过程中的反应提供了更多的活性位点。在优化煅烧温度、煅烧时间、KOH与中空碳球比例等改性条件以及初始pH、空气流量、电压等反应条件后，该材料H2O2的产生速率达到了70mg·L-1·h-1。随后考察了初始pH、空气流量、电压等条件对电芬顿降解对硝基苯酚的影响。在最佳条件下，该材料对50mg/L对硝基苯酚的降解率达到了95.5%，完全满足环境修复的需要。最后，为了研究电芬顿降解对硝基苯酚的机理，通过淬灭实验对活性自由基进行鉴定。同时通过HPLC-MS检测对硝基苯酚降解过程中的中间产物，从而提出了对硝基苯酚的电芬顿降解路径。
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