Cu2O-CoO-Al2O3膜層的制備及其催化性能研究.pdf

1、染料廢水的處理是現階段水處理領域的難點問題。目前較占優(yōu)勢的染料廢水處理技術是催化濕式氧化法，但從當前的研究來看，大多數催化濕式氧化都是在一定的溫度和壓力下進行，催化劑的制備是該工藝的核心。本文采用工藝簡單穩(wěn)定的微弧氧化技術在工業(yè)純鋁表面制備含有銅、鈷活性成分的催化陶瓷膜層，系統研究了恒壓模式下電壓、頻率、占空比等能量參數對膜層活性成分含量、孔徑大小及孔隙率的影響；不同配方電解液對陶瓷膜層表面微觀結構、活性組分含量等的影響。利用X射線光電

2、子能譜(XPS)、X射線衍射(XRD)及能譜儀(EDS)分析膜層表面元素種類及結合狀態(tài)、物相組成及活性組分含量；借助掃描電鏡(SEM)、image6.0對微弧氧化膜層的孔徑和表面孔隙率進行表征；并以模擬偶氮染料甲基橙為目標降解物，考察其在室溫常壓下的催化性能，同時對其穩(wěn)定性與降解歷程進行了研究。
　　 研究表明，具有催化特性的微弧氧化陶瓷層的組成相是Al2O3和少量的CoO，組成元素主要有O、Al、Cu、Co及P，其中Cu、Co

3、元素分別以是以Cu2O和CoO的形式存在；隨著微弧氧化電壓增大，其膜層催化效果提高，電壓過高，膜層易燒蝕，電壓對該膜層的催化活性有顯著影響；隨著氧化頻率的增大，甲基橙的轉化率先增大后減小。頻率為600Hz時甲基橙轉化率最大，催化10小時后可以達到88.7％，頻率對其膜層催化性能的影響較小；隨占空比的增大，甲基橙濃度轉化率先增大后減小，占空比為17％時，濃度轉化率最大約為96％，占空比對膜層催化活性的影響一般。不同配方的電解液對陶瓷膜層的

4、催化活性也有顯著影響，在組分為PBW+9Co+3Cu的電解液中所制備膜層催化率最高，其它配方電解液中制備膜層的催化效果順序依次為：PBW+5Cu+7Co>PBW+6Cu+6Co>PBW+7Cu+5Co>PBW+9Cu+3Co；對微弧氧化技術在純鋁表面一步合成含銅、鉆活性成分膜層的機理進行初步探討，得出結論：電解液中Cu(OH)2及Co(OH)2的等電點值小于電解液的pH值而帶負電，在電場力的作用下順利進入微弧氧化膜層，并在高溫下作用下分