[发明专利]基于CeO-ZrO-NiO和吡嗪修饰的石墨电极

说明书

本发明公开了一种基于CeO‑ZrO‑NiO和吡嗪修饰的石墨电极。清洗后的石墨棒经Ce(NO₃)₂、2,5‑二氯吡嗪、正丁醇、异丙醇、甲醇和3,5‑二溴‑2‑氯吡嗪制备的混合液处理后得到物质C。物质C经Zr(NO₃)₂、2‑甲氨基吡嗪、正丁醇、异丙醇、甲醇和2‑氨基‑3‑氯吡嗪制备的混合液处理后得到物质D。物质D经Ni(NO₃)₂、2‑羟基‑5‑溴吡嗪、正丁醇、异丙醇、甲醇和3,5‑二溴‑2‑羟基吡嗪制备的混合液处理后得到的物质即为基于CeO‑ZrO‑NiO和吡嗪修饰的石墨电极。本发明的有益效果是，制得的基于CeO‑ZrO‑NiO和吡嗪修饰的石墨电极具有活性高、适应性强、寿命长等特点。

技术领域

本发明属于电化学处理废水的化学修饰电极技术领域，特别涉及一种基于CeO-ZrO-NiO和吡嗪修饰的石墨电极。

背景技术

电催化氧化技术通过产生羟基自由基等强氧化性的活性基团来降解废水中的有机污染物，具有无二次污染、成本低、适用性强、效率高等特点，在处理高浓度、难生化降解废水方面具有应用潜力。电化学反应一般是在电极表面附近进行的，因此电极表面性能如何至关重要，选择适合的电极材料和对其改性，以改善电极的表面催化性能，便成了电化学工作者研究的新课题。如何提高电极的氧还原催化性能成为了研究的热点，有很多研究集中在修饰电极材料以提高其氧还原催化性能。电催化电极的表面微观结构和状态是影响电催化性能的重要因素，目前还缺少活性高、适应性强、寿命长的电极。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于CeO-ZrO-NiO和吡嗪修饰的石墨电极。制备该石墨电极方法的具体步骤如下：

(1)用1000目砂纸将直径为1cm、长度为4cm石墨棒打磨后放入装有250mL乙醇的烧杯中浸泡30分钟，取出用500mL自来水冲洗后得到物质A1；将物质A1放入250mL体积百分比浓度为50％的硫酸溶液中浸泡30分钟，取出用500mL自来水冲洗后得到物质A2；将物质A2放入250mL质量百分比浓度为10％的NaOH溶液中浸泡30分钟，取出用500mL自来水冲洗后得到物质A3；将物质A3晾干后得到物质A；

(2)将3.33克Ce(NO₃)₂加入到900mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，然后加入1.5mL浓硝酸，摇匀后分成等量5份，得到混合液H1、混合液H2、混合液H3；

(3)将0.61克2,5-二氯吡嗪、10mL正丁醇、10mL异丙醇和10mL甲醇加入到150mL无水乙醇中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量3份，得到混合液J1、混合液J2、混合液J3；

(4)将混合液J1和0.19克3,5-二溴-2-氯吡嗪加入到混合液H1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液K1；

(5)将物质A加入混合液K1中，在温度为50℃的摇床中摇动90分钟，过滤除去液体得到物质B1，将物质B1在温度为75℃的干燥箱中放置300分钟，得到物质B2；

(6)将混合液J2和0.17克3,5-二溴-2-氯吡嗪加入到混合液H2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液K2；

(7)将物质B2加入混合液K2中，在温度为50℃的摇床中摇动90分钟，过滤除去液体得到物质B3，将物质B3在温度为75℃的干燥箱中放置300分钟，得到物质B4；

(8)将混合液J3和0.15克3,5-二溴-2-氯吡嗪加入到混合液H3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液K3；

(9)将物质B4加入混合液K3中，在温度为50℃的摇床中摇动90分钟，过滤除去液体得到物质B5，将物质B5在温度为75℃的干燥箱中放置300分钟，得到物质C；