電化學犧牲雙陽極法一步制備鐵/鋁水滑石納米片

時鵬輝, 邱海俊

(上海電力大學 環境與化學工程學院, 上海 200090)

水滑石(LDH)是一種層狀無機晶體新型材料,具有獨特的雙片層結構、熱穩定性、層間陰離子可交換和記憶效應等性質,已經在防腐、催化、吸附和醫藥等領域得到了廣泛應用。近幾年,研究人員在各種LDH以及改性LDH的制備方法上做了大量的研究[1-3]。這些研究針對不同的使用目的,提出了很多優秀的改進方法,但都無法避免金屬鹽和/或有機溶劑的使用,且制備過程中需要精確控制金屬鹽的用量、高溫或老化步驟。為了克服上述問題,需要探究一種可避免添加金屬鹽及高溫燒制,且制備過程快速簡單的新型電化學合成方法。電化學犧牲陽極法本質是一種電解池,在通電的過程中活潑性陽極溶解,溶解的金屬離子在溶液中發生水解聚合反應。前期關于電化學犧牲陽極法的研究主要集中于電絮凝技術對污染物的去除效率及影響因素的探究,忽略了電解產物本身,且鮮有采用多個電源同時引入多種元素,以擴寬材料的種類和應用的研究。本文以Fe和Al為電極,以硫酸鈉為電解質,采用犧牲陽極法一步制備Fe/Al-LDHs,以探究該方法在材料制備應用上的可能性。

1 實驗部分

1.1 犧牲陽極法制備Fe/Al-LDHs

犧牲陽極法制備Fe/Al-LDHs是同時將Fe和Al作為電極,利用電解過程的陰陽極產物,自發共沉淀形成目標產物的方法。以Na2SO4(2 g/L)作為電解質,為了徹底避免溶解氧的影響,配置好的電解質溶液在電解之前需要通氮氣30 min。采用兩套直流電源(DC)分別控制Fe電極(通過電流為IDC1)和Al電極(通過電流為IDC2)的電解量,電極排布方式如圖1所示。……