石墨烯二氧化锰的制备及其电催化氧化性能研究

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1、重庆大学本科学生毕业设计（论文）石墨烯/二氧化锰的制备及其电催化氧化性能研究学生：万梦学号：20116568指导教师：刘成伦专业：应用化学重庆大学化学化工学院二〇一五年六月GraduationDesign(Thesis)ofChongqingUniversityThepreparationandelectrochemicalcatalyticpropertiesresearchofGraphene/MnO2Undergraduate:WanMengSupervisor:Prof.LiuChenglun

2、Major:AppliedChemistryCollegeofChemistryandChemicalEngineeringChongqingUniversityJune2015重庆大学本科学生毕业设计（论文）中文摘要摘要我国城市化进程迅速发展，城市人口不断增多，产生了大量的城市垃圾，处理垃圾渗滤液成为治理环境过程中面临的一大难题，而电催化氧化法对垃圾渗滤液的处理有显著成效。本文通过氧化还原法成功合成了MnO2，并通过浸渍法制备出了电催化活性更好的石墨烯（RGO）/MnO2复合材料。运用XRD和SEM

3、表征了复合材料的组成和形貌，并以苯酚溶液为模拟污染物，通过循环伏安检测和差分脉冲检测表征了复合材料的电催化氧化性。对石墨烯/MnO2复合材料的合成方法进行了优化，探讨了石墨烯的掺杂量和还原时间对石墨烯/MnO2复合材料性能的影响。实验结果指出，当增加石墨烯的掺杂量时，石墨烯/MnO2复合材料的电催化活性先增加然后减小，掺杂15wt%的石墨烯时，石墨烯/MnO2复合材料的电催化活性最好，通过差分脉冲法检测，当电解液为100mg/L的苯酚溶液时，其峰值电流相比于MnO2提高了54%，其电荷转移电阻降低了7

4、3%。合成复合材料时，以氨水为还原剂，反应时间为2h时合成的石墨烯/MnO2复合材料具有较好的电催化活性，其电荷转移电阻比未还原的复合材料的降低了85%，比还原4h的降低了20%。XRD检测结果表明制备的复合材中MnO2为纯度较高、晶型比较单一、结晶度比较好的ε-MnO2。SEM结果表明制备的复合材料中MnO2在石墨烯片层上生长，呈层片状分布。循环伏安结果表明，当扫描速度增加增加时，峰值电流增加，峰值电流与扫描速率有着良好的线性关系，可以说明石墨烯/MnO2复合材料电催化氧化苯酚为扩散控制过程。关键词

5、：苯酚、石墨烯/MnO2、电催化、电化学交流阻抗、XRD重庆大学本科学生毕业设计（论文）ABSTRACTABSTRACTWithincreasingofurbanpopulationandincreasingurbanwaste,wasteleachatetreatmenthasbecomeabigproblemtoenvironmentalgovernance,throughelectrochemicalmethodcanefficientlyloadingoutmostofthegarbagele

6、achatepollutants.MnO2waspreparedthroughoxidation-reductionmethod，andMnO2dopedwithgraphenewaspreparedbyimpregnation.TheelectrocatalyticactivityofMnO2wasenhancedbydopinggrapheme.ThecompositionandmorphologywasdeterminedbyXRDandSEM,respectively.Theelectroca

7、talyticactivityofgrapheme/MnO2tophenolwastestedthroughcyclicvoltammetryanddifferentialpulsemethod.Thepreparationconditionsofcompositematerialswasoptimized,andtheinfluencesoftheamountofgrapneneandthereductiontimesontheelectrocatalyticactivityofgrapheme/M

8、nO2.Theresultsindicatedwiththeincrementofgrapheneamount,theelectrocatalyticactivityofgrapheme/MnO2wasenhancedfirst,andthenwasreduced.Whenthegrapheneamountwas15wt%,theelectrocatalyticactivityofgrapheme/MnO2wasmost.ComparedwithMnO2