2019-10-23 16:08
天津津腾实验设备有限公司发现本研究制备出S-Fe0-rGO/PVDFg-PSSA复合PEM，在不外加H2O2的条件下，研究使用该膜的MFC-电Fenton系统的产电性能和阴极对模拟污水的降解表现，通过测量阴极罗丹明B（RhB）溶液的降解率和TOC去除率来验证复合PEM的催化作用，从而得到更加适用于实际应用的中的MFC-电Fenton系统。
1实验试剂
石墨粉（筛孔4.5μm），浓硫酸（质量分数98%），高锰酸钾，硝酸钠，无水乙醇，硫酸亚铁，硼氢化钠，N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP），二甲基亚砜，均为分析纯。聚偏氟乙烯（PVDF），6020。
2复合PEM的制备
取一定比例的纳米颗粒加入到NMP中，超声30min。加入适量的自制PVDF-g-PSSA均聚物制备成质量分数为5%的溶液。在60℃、600r/min条件下搅拌2h。将均质溶液倒入膜槽内，顺延成膜。在80℃真空干燥箱内会发12h，温度调至100℃挥发完毕。将取出的膜在去离子水中泡24h，再在1mol/L的浓硫酸中泡24℃，最后用去离子水洗净备用。使用该方法分别制作出纳米颗粒质量分数分别为0.1%、0.5%、1.0%、2.0%、2.5%的S-Fe0-rGO/PVDFg-PSSA复合PEM。分别记做0.1FP、0.5FP、1.0FP、2.0FP、2.5FP。为了便于比较，使用同样方法制作出PVDF-g-PSSA膜，记做PP膜。
3结论
本实验天津津腾实验设备有限公司通过使用XRD、FTIR对纳米颗粒S-Fe0-rGO和S-Fe0-rGO/PVDF-g-PSSA复合膜进行表征，确定了纳米颗粒中分散在rGO中的Fe0与rGO之间以Fe－O键连接，同时复合膜的结晶趋于完整，晶型未发生改变，保持了原材料PVDF的特性。加入S-Fe0-rGO能够提高复合膜的含水率、溶胀率、IEC、质子传导率，且添加质量分数为2.0%时，复合膜综合性能为优，水的质量分数达到31.1%、溶胀率达到9.7%、IEC为2.1mmol/g、质子传导率为60mS/cm。MFC阴极RhB溶液降解实验的结果表明，含Fe的复合膜催化阴极产生的H2O2生成具有强氧化性的HO·，发生类Fenton反应。HO·对RhB进行氧化作用，使得RhB的去除率达到99.54%，TOC去除率达到57.48%。
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