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

为了改善传统电-芬顿阴极材料催化能力有限,Fe~(2+)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B 30min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,这是由于Cu+的引入能够有效催化分解H_2O_2,加速·OH的产生,有效地提高了电-芬顿降解效率.