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,電化學氧化技術(shù)發(fā)展迅猛,環(huán)境保護領域的專家、學者開始廣泛關注這一新興技術(shù)。電化學氧化的核心技術(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,使用壽命長等條件。目前的陽極材料不能同時滿足以上條件,從而限制了電化學技術(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、使用壽命長的陽極材料-Ti/PbO2電極。主要進行三方面的研究工作:Ti/PbO2電極制備新工藝的探索,并對制備得到的Ti/

2、PbO2電極進行表征;利用Ti/PbO2電極處理苯酚模擬廢水,尋找電化學氧化處理苯酚廢水的最佳操作條件;摻雜Sn對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)析氧電位達到1.6

3、0V。電極的穩(wěn)定性能好,通過快速壽命實驗預測電極使用壽命,該電極在工業(yè)條件下(電流密度100mA·cm-2)使用壽命可達333天。電化學氧化技術(shù)運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5.7年。
　　 用制備得到的Ti/PbO2作陽極對苯酚模擬廢水進行了電催化氧化處理?？疾觳煌娏髅芏取⒊跏紁H值、電解質(zhì)濃度、初始苯酚濃度對苯酚電解去除效果的影響,在最佳條件下當通過電荷量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到90.1％、71.0%,COD去除率分別達到34.2%、20.0%;苯酚的絕對去除量分別為181mg/L、710mg/L,COD的絕對去除量分別為164mg/L、480mg/L。
　　 通過將摻有不同Sn含量的鉛錫合金陽極氧化實現(xiàn)了對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α/β-PbO2的比例和PbO2層的表面形貌。鉛錫合金中表面的金屬