一种有机氯代污染物电化学脱氯的方法技术

本发明专利技术公开了一种有机氯代污染物电化学脱氯的方法，包括以下步骤：（１）将以核壳型纳米双金属Ｆｅ／Ｐｄ催化剂修饰的玻碳电极作为工作电极的三电极体系，分别在Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］溶液、Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］溶液与ＣＣｌ↓［４］的混合溶液中进行循环伏安扫描，确定氢区范围；（２）根据所确定的氢区范围，在Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］溶液与ＣＣｌ↓［４］的混合溶液中，在恒电位下电解一定时间。该方法利用Ｐｄ与Ｆｅ之间的电偶腐蚀，可以加速氢在Ｐｄ上的吸附，可以适用于常温常压下，强酸性条件下有机氯代物的快速脱氯，脱氯效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有机氯代污染物脱氯的方法，尤其涉及到一种利用核壳型纳米Fe/Pd催 化剂对有机氯代污染物电化学脱氯的方法，属于水污染物的处理

技术介绍
有机氯代物(如四氯化碳等)是环境水体中常见的有机污染物。其治理方法一般可分为 物理法，生物法，化学法(分为化学氧化法和化学还原法)。物理法成本较高， 一般只是将污 染物从一个相转移到另一个相，污染物并没有被彻底降解；生物降解技术的研究由来已久， 但由于有机物中氯元素的存在，使生物降解性大大降低，而且自然界中相应的微生物物种也 很少，因而降解效果不佳。目前研究最多的零价铁粉还原法存在氯代副产物的累积及表面钝 化层的存在会使其反应活性降低。并且有机氯代物在Fe的降解，对外界pH有较苛刻的要求 pH过低，加速铁的溶解；pH过高，易使Fe钝化。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，而提供。 本专利技术采取的技术方案为，包括以下步骤-(1) 将以核壳型纳米双金属Fe/Pd催化剂修饰的玻碳电极作为工作电极的三电极体系，分别在H2S04溶液、H2S04溶液与CCl4的混合溶液中进行循环伏安扫描，确定氢区范围；(2) 根据所确定的氢区范围，在H2S04溶液与CCU的混合溶液中，在恒电位下电解一 定时间。上述有机氯代污染物电化学脱氯的方法，步骤(1)中所述的三电极体系以Pt片为对电 极，饱和甘汞电极作为参比电极；所述的H2SO4溶液的浓度为0,5moldt^3，所述的H2S04溶 液与CC14的混合溶液中H2S04的浓度为0.5mol dm'3, CC14的浓度为30mg dnT3;所述的循环 伏安扫描的扫描电位区间为-0.2V +1.0V，扫描速度为50mV s'1，循环次数为3圈；所述氢 区范围为-0.2V 0.05V。步骤(2)中所述的H2SO4溶液与CCl4的混合溶液中H2SO4的浓度为0.5moldnf3， CCI4 的浓度为30mg dm—3;所述的电解恒电位为-0.05V -0.2V，所述的恒电位电解时间为15 30min。步骤(2)中所述电解恒电位优选-0.2￥，恒电位电解时间优选为30min。脱氯效率见表1。表1<table>table see original document page 4</column></row><table>本专利技术的方法与现有有机氯代物脱氯方法相比具有以下优点(1) 该方法是基于Pd的吸氢性质，在强酸性溶液中，恒电位下使氢吸附在Pd的表面， 从而使有机氯代物氢化脱氯。(2) 该方法利用Pd与Fe之间的电偶腐蚀，可以加速氢在Pd上的吸附。(3) 该方法可适用于常温常压下，强酸性条件下有机氯代物的快速脱氯，脱氯效率高， 还原剂为Pd吸附的活性氢。附图说明图l (a)为所制备的Fe膜的SEM照片；图l (b)为所制备的Fe膜的立方体构型放大的SEM照片；图2 (a)为本专利技术制得的核壳型纳米双金属Fe/Pd催化剂的SEM照片；图2 (b)为本专利技术制得的核壳型纳米双金属Fe/Pd催化剂的EDS照片；图3为双金属Fe/Pd薄膜在0.5 mol dnT3 H2S04， H2S04溶液与CCU混合溶液(0.5 moldnf3H2S04， 30mgdm-3CCl4)中的循环伏安曲线。具体实施例方式实施例l以核壳型纳米双金属Fe/Pd催化剂修饰的玻碳电极的制备先将玻碳电极用3500#金相砂纸抛光，再用0.5 y m的氧化铝粉抛光纸镜面。实验开始前， 玻碳电极先在HNCb溶液(HN03:H20体积比1:1)中超声5min，再用超纯水冲洗干净。电化 学实验均在传统三电极体系的电解池中进行洁净的玻碳电极作为工作电极，Pt片为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极。以NaCl与FeCl2的混合溶液作沉积液，其中NaCl的浓度为0.25 mol dm—3 ， FeCl2的浓 度为10 mmol dm'3,控制温度为30°C，通过施加两个连续的电位脉冲在较负的成核电位 -1.15V沉积ls，在较正的核生长电位-1.05V沉积lOOOs，将大量的Fe沉积在玻碳电极的表面。 通过在-U5V沉积ls成核，而后在-l。05V连续扫描使得核生长，会形成立方状的Fe纳米聚 集体。其SEM照片如图1所示。将沉积有Fe的玻碳电极浸入到25 U L 10 mmol dn^贵金属离子(H2PdCl4)的溶液中30min， 使得Fe部分被Pd置换，从而制备得到以核壳型纳米双金属Fe/Pd催化剂修饰的玻碳电极。 核壳型纳米双金属Fe/Pd催化剂的SEM及EDS照片分别如图2 (a)和(b)所示。 实施例2有机氯代污染物电化学脱氯的方法；将以实施例1制得的核壳型纳米双金属Fe/Pd催化剂修饰的玻碳电极作为工作电极，以 Pt片为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极的三电极体系，分别在0.5moldn^H2SO4溶液、 H2S04溶液与CCU混合溶液(0.5 mol dm—3 H2S04， 30mg dm-3 CC14)中进行循环伏安扫描， 扫描电位区间为-0。2V +1.0V，扫描速度为50mV s'1,循环次数为3圈，确定氢区范围为 -0.2V~0.05V;根据所确定的氢区范围，在0.5mol dm—3 H2S04溶液、H2S04溶液与CC14混合 溶液(0.5moldm-3H2SO4， 30mg dnT3 CC14)，分别在-0,05V、 -0.08V、 -0。1V、 -0.15V、陽0。2V 下恒电位电解30min，电解温度为30°C。脱氯效率如表1所示。通过对比加入H2S04溶液，H2S04溶液与CCU混合溶液中的循环伏安曲线，发现加入 CCU后，由于CCU分子在电极表面的吸附，占据了氢吸附的活性位点，从而使得在较正电位 的氢吸附及氧化峰消失，并且较负电位的氢的形成峰及脱附峰减小，如图3所示。权利要求1、，其特征是，包括以下步骤(1)将以核壳型纳米双金属Fe/Pd催化剂修饰的玻碳电极作为工作电极的三电极体系，分别在H2SO4溶液、H2SO4溶液与CCl4的混合溶液中进行循环伏安扫描，确定氢区范围；(2)根据所确定的氢区范围，在H2SO4溶液与CCl4的混合溶液中，在恒电位下电解一定时间。2、 按照权利要求l所述的，其特征是，步骤(l) 中所述的三电极体系以Pt片为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极；所述的H2S04溶液的浓 度为0.5mol dm—3,所述的H2SCV溶液与CC14的混合溶液中H2S04的浓度为0.5mol dm—3, CC14 的浓度为30mgdrn人所述的循环伏安扫描的扫描电位区间为-0.2V~+1.0V，扫描速度为50mV s人循环次数为3圈；所述氢区范围为-0,2V 0.05V。3、 按照权利要求1所述的，其特征是，步骤(2) 中所述的H2S04溶液与CCI4的混合溶液中H2S04的浓度为0.5mol dm'3， CC4的浓度为30mg dm—3;所述的电解恒电位为-0.05V -0.2V，所述的恒电位电解时间为15 30min。4、 按照权利要求3所述的，其特征是，步骤(2) 中所述电解恒电位优选-0。2V，恒电位电解时间优选为30min。全文摘要本专利技术公开了，包括以下步骤(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机氯代污染物电化学脱氯的方法，其特征是，包括以下步骤：　（１）将以核壳型纳米双金属Ｆｅ／Ｐｄ催化剂修饰的玻碳电极作为工作电极的三电极体系，分别在Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］溶液、Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］溶液与ＣＣｌ↓［４］的混合溶液中进 行循环伏安扫描，确定氢区范围；　（２）根据所确定的氢区范围，在Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］溶液与ＣＣｌ↓［４］的混合溶液中，在恒电位下电解一定时间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄理辉，马厚义，邱翠翠，李文静，杨涛，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：88[]