MnO2/Gh的制備及對亞甲基藍的降解研究

張程蕾 ，韓恩山 ，滕厚開 ，，謝陳鑫 ，聶榮健 ，任春燕

（1.河北工業大學，天津300130；2.中海油天津化工研究設計院有限公司，天津300131）

目前，我國的環境問題日趨嚴重，制藥、化工、石油和印染等行業產生的廢水對生態系統存在巨大的威脅。這些廢水成分復雜，生物可降解性差，亟需一種耗能小、清潔無污染的方法處理。Fenton法是處理廢水的常用技術，該技術通過催化H2O2產生·OH來降解污染物，但在處理過程中需要對水體進行預酸化，反應后會產生大量的鐵泥，增加了處理成本，限制了其在污水處理中的應用〔1〕。

石墨烯具有sp2雜化的六方晶格二維碳原子層，可以通過纏繞閉合、卷曲成環和堆疊形成零維富勒烯、一維碳納米管和三維石墨〔2〕。氧化還原法得到的石墨烯材料存在大量結構缺陷和褶皺，具有較多的吸附位點和活性中心。通過對石墨烯進行表面修飾，不僅能夠解決石墨烯團聚的問題，還能提高材料的催化活性和電化學性能。在過渡金屬氧化物中，低毒性、低成本的納米MnO2具有催化活性高、比表面積大等特點，近年來，其作為類Fenton試劑中催化劑受到研究者的廣泛關注〔3-4〕。MnO2的結構是由MnO6八面體單元組成，制備方法和條件決定了其晶型和形貌，進而決定了其性能〔4〕。

本研究以KMnO4為錳源，采用氧化還原法制備MnO2/石墨烯（MnO2/Gh）納米復合材料。研究KMnO4的初始濃度對MnO2晶型的影響。將MnO2/Gh作為非均相電-Fenton催化劑，應用于電催化降解亞甲基藍體系，研究電流密度、初始pH等對亞甲基藍降解效果的影響。實驗通過曝氣的方式改變水中的含氧量，利用陰極的還原作用原位生成H2O2〔5〕。……