鈦基摻錫二氧化鉛電極的制備及其催化活性研究.pdf

1、近30年來,電化學(xué)氧化技術(shù)發(fā)展迅猛,環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的專家、學(xué)者開始廣泛關(guān)注這一新興技術(shù)。電化學(xué)氧化的核心技術(shù)是開發(fā)高性能的陽極材料。理想的陽極材料必須滿足電催化活性高,使用壽命長(zhǎng)等條件。目前的陽極材料不能同時(shí)滿足以上條件,從而限制了電化學(xué)技術(shù)在廢水處理工程中的普及程度。
　　 本論文旨在制備一種電催化性能高、使用壽命長(zhǎng)的陽極材料-Ti/PbO2電極。主要進(jìn)行三方面的研究工作:Ti/PbO2電極制備新工藝的探索,并對(duì)制備得到的Ti/

2、PbO2電極進(jìn)行表征;利用Ti/PbO2電極處理苯酚模擬廢水,尋找電化學(xué)氧化處理苯酚廢水的最佳操作條件;摻雜Sn對(duì)Ti/PbO2電極的改性,Ti/PbO2-Sn電極的研制及表征。
　　 通過陰極沉積和陽極氧化工藝成功地將陽極氧化二氧化鉛技術(shù)移植到鈦基上。研究結(jié)果表明,制備得到的Ti/PbO2電極表面致密,表層氧化物涂層與中間層結(jié)合緊密,不易脫落。電極電催化活性高,在中性溶液中(0.1 mol/L,Na2SO4)析氧電位達(dá)到1.6

3、0V。電極的穩(wěn)定性能好,通過快速壽命實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)電極使用壽命,該電極在工業(yè)條件下(電流密度100mA·cm-2)使用壽命可達(dá)333天。電化學(xué)氧化技術(shù)運(yùn)用于水處理工程中流密度通?？刂圃?0～40mA·cm-2,電極使用壽命可達(dá)5.7年。
　　 用制備得到的Ti/PbO2作陽極對(duì)苯酚模擬廢水進(jìn)行了電催化氧化處理。考察不同電流密度、初始pH值、電解質(zhì)濃度、初始苯酚濃度對(duì)苯酚電解去除效果的影響,在最佳條件下當(dāng)通過電荷量6.Ah L-1后,苯

4、酚濃度為200mg/L、1000 mg/L的廢水苯酚去除率分別達(dá)到90.1％、71.0%,COD去除率分別達(dá)到34.2%、20.0%;苯酚的絕對(duì)去除量分別為181mg/L、710mg/L,COD的絕對(duì)去除量分別為164mg/L、480mg/L。
　　 通過將摻有不同Sn含量的鉛錫合金陽極氧化實(shí)現(xiàn)了對(duì)二氧化鉛電極的改性。通過XRD和SEM分析發(fā)現(xiàn),Sn的加入可以改變?chǔ)?β-PbO2的比例和PbO2層的表面形貌。鉛錫合金中表面的金屬