鈮基二氧化鉛電極的制備及染料廢水處理.pdf

1、在廢水處理技術(shù)中，電化學(xué)水處理技術(shù)具有“環(huán)境友好技術(shù)”之稱，廣受人們關(guān)注。本論文選用了金屬鈮作為電極基體，制備了鈮基二氧化鉛電極，并通過摻雜氧化物的方法對其進行改性，研究了鈮基二氧化鉛電極的電化學(xué)性能和對染料廢水的降解效果，為染料廢水處理中電極材料的選擇提供了實驗基礎(chǔ)。
　　通過電沉積的方法制備了Nb/PbO2電極，并利用摻雜方式進行改性，制備出Nb/ZrO2+PbO2電極。利用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)和循環(huán)伏安曲

2、線分析Nb/PbO2電極表面形貌、組成和催化性能;;探究了不同Na2SO4濃度、反應(yīng)溫度、pH值和電流密度對該電極降解甲基橙(MO)模擬廢水效率的影響;用線性伏安、電化學(xué)交流阻抗、循環(huán)伏安曲線對比分析摻雜前后電極的電化學(xué)性能和對MO催化活性。
　　結(jié)果表面，Nb/PbO2電極表面致密、均勻且呈蘑菇云狀，這種結(jié)構(gòu)使電極活性層與基體結(jié)合緊密，不易脫落，且比表面積較大;電極表面物相主要由β-PbO2和少部分的α-PbO2組成;循環(huán)伏安曲

3、線顯示了Nb/PbO2電極降解甲基橙(MO)的可能性，電極對MO的催化活性較高;電極降解MO最佳的操作條件pH為6，溫度為45℃，電流密度50 mA·cm-2，0.08mol·L-1Na2SO4。在此條件下降解30min后，MO降解率和溶液COD去除率分別達到99.6％和72.6％;對不同初始濃度MO的去除率與降解時間關(guān)系進行線性擬合，分析得出Nb/PbO2電極上MO的降解速率與其初始濃度的關(guān)系方程。MO在Nb/PbO2電極上的降解過程

4、符合一級動力學(xué)反應(yīng)過程。
　　ZrO2摻雜使Nb/PbO2電極表面更致密、粗糙，結(jié)晶尺寸變小，增大了電極的比表面積，提高了電極的催化活性;Nb/ZrO2+PbO2電極活性層主要由β-PbO2和少量的α-PbO2以及部分ZrO2共沉積而成;電極的析氧過電位更高(2.03V)，吸附電容更小，電荷轉(zhuǎn)移電阻更大，能減小溶液中氧釋放和功率損耗，使更多的OH·活性分子與有機物發(fā)生反應(yīng)，提高了甲基橙(MO)有機物的降解效率(99.9％)和COD