多氯联苯电化学脱氯用钯修饰非晶态钛镍基贮氢电极的制备及其作用机制

多氯联苯（PCBs）脱氯对污染物有效控制和废物资源化具有重要的科学意义和应用价值，然而采用新型钛镍基贮氢材料作为电极进行PCBs电化学脱氯国内外尚属空白。本项目旨在合成一系列钯修饰非晶态钛镍基合金电极，揭示其进行PCBs脱氯的过程动力学和机理。通过非晶化、表面处理和钯修饰三步，制备各种钛镍基合金并采用各种催化剂表征手段，考察催化剂的制备条件与结构特性之间的规律。结合催化剂表征和电化学脱氯实验研究，探明催化剂组成和晶型结构与脱氯电流效率之间的关系，克服传统PCBs脱氯用贵金属催化剂存在的易中毒和失活的缺点，并有效降低贵金属使用量。根据不同条件下PCBs电化学脱氯的规律，结合电化学表征和中间产物分析，深入研究代表性PCBs脱氯的过程动力学和反应机理。本项目不仅为制备新型电催化材料提供一条崭新的途径，也可促进化学、材料和环境等学科的交叉融合，有重要的学术意义。

多氯联苯（PCBs）因其高毒性、强稳定性和难以自然生物降解等特性而被列为“持久性有机污染物”。众所周知PCBs毒性主要源于分子结构中含氯，因此研究PCBs脱氯为无毒物质的有效方法成为当今的研究热点。本研究以催化剂负载在储氢材料上作为电极，研究其对氯代有机污染物脱氯的可行性，为此制备了一系列电极包括Ti/Ni, Pd/LaNi5, Pd/Ni, Pd-Ni/Ni, Pd/Cu/Ni和Pd/Ag/Ni。材料的物理化学性质采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和线性扫描伏安法（LSV）进行表征，并探讨了初始污染物浓度、电流密度、pH值和催化剂载量等操作参数对脱氯的影响。此外还进行了质量平衡分析以获得相关反应动力学和机理。电催化还原脱氯活性的增强主要源于储氢能力的改进，金属-氢键能的增强，以及对PCBs的有效吸附。未来随着储氢材料制备技术的改进，该类电极有望成为电化学还原脱卤的有效材料。