稀土鐿修飾PbO2電極的制備及電化學降解全氟羧酸的應用研究.pdf

1、全氟羧酸化合物(PFCAs)是一類典型的難降解有機污染物，具有較強的化學穩(wěn)定性。本論文從新型稀土元素摻雜Ti基PbO2電極的制備及表征入手，對PbO2電極做了改性研究及性能測試。同時探究了新型Ti/SnO2-Sb/Yb-PbO2電極對全氟辛酸(PFOA)的最佳降解條件，最后提出了PFOA的降解機理并采用LC-MS質譜分析進行了驗證。
　　本論文的論文框架如下:首先保持電極制備工藝條件相同，采用涂刷法和電沉積法分別制備三種不同類型的

2、二氧化鉛電極。然后對此三種改性電極分別進行系統(tǒng)的物理表征，主要分析儀器包括掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS)和X-射線衍射儀(XRD)等;同時對此三種改性電極進行化學表征，主要表征方法包括循環(huán)伏安曲線測試(CV)、線性極化掃描(LSV)、Tafel曲線測試和壽命加速試驗;并且采用PFOA的降解效果、脫氟效率等系列指標來評價所制備電極的電催化性能。通過初步對比三個電極對目標污染物的降解效率，發(fā)現稀土鐿摻雜提高了Ti基PbO2電極的

3、電化學性能，使其涂層表面更加致密飽滿、更強的導電性、更高的析氧電位、更出色的電化學性能以及更久的電極壽命。
　　通過表征實驗和對PFOA的初步降解實驗，確定了Ti/SnO2-Sb/Yb-PbO2電極作為優(yōu)選電極。繼而采用控制變量法，在無隔膜電解槽中，以優(yōu)選電極為陽極，鈦板為陰極，對電解質濃度(Co，10mg/L-200mg/L)、電流密度(J，1mA/cm2-40mA/cm2)、極板間距(d，5mm-20mm)和溶液初始pH值(3

4、-11)等四個變量分別測試，系統(tǒng)地研究了以上因素對PFOA模擬廢水電催化氧化降解效率。實驗結果可知，在25℃的室溫下，當初始PFOA濃度為100mg/L，電流密度為20mA/cm2,極板間距5mm，pH為5時，具有PFOA的最佳降解效率。在此降解條件下，經過150分鐘的電解后可以得到PFOA的最大降解率和最大脫氟率分別為95.11±3.9％和76.7±2.8％％。
　　以高效液相色譜和氟離子檢測計為檢測手段，對150分鐘內降解過程