中間層與元素?fù)诫s改性的Ti-MnOx電極的制備及電催化性能研究.pdf

1、由于DSA電極在有機(jī)廢水處理領(lǐng)域的廣泛前景,鈦基金屬氧化物電極成為當(dāng)前研究的熱門(mén)。相對(duì)與其他鈦基貴金屬氧化物電極成本高昂、制備工藝苛刻的缺點(diǎn),鈦基錳氧化物電極因其不俗的催化活性,低廉的價(jià)格與制備工藝簡(jiǎn)單、成熟的優(yōu)點(diǎn),在有機(jī)廢水處理領(lǐng)域被寄予了極大的期望。
　　本文采用以電沉積陽(yáng)極氧化法制備鈦基錳氧化物電極。從優(yōu)化電解液配方、制備鈦氧化物中間層和元素?fù)诫s改性等三個(gè)方面改善電極的相關(guān)性能,采用XRD、SEM、EDS、電化學(xué)測(cè)試、加速壽

2、命測(cè)試以及降解性能測(cè)試等表征手段,以此考察不同電極制備工藝對(duì)電極的形貌、活性層成分、結(jié)構(gòu)、電催化活性以及穩(wěn)定性的影響。進(jìn)而確定了電沉積法制備錳氧化物活性層的最佳工藝條件是:0.15mol·L-1MnSO4+0.1mol·L-1Mn(CH3COO)2+0.01mol·L-1NaF+9×10-5mol·L-1間苯二酚作為電解液配方,構(gòu)建兩電極體系,直流電流密度約為5mA·cm-2,陽(yáng)極氧化45min。該工藝條件下制備的電極60min苯酚降解

3、率為35.77％,加速壽命為210s。
　　在上述制備工藝基礎(chǔ)上,通過(guò)不同工藝條件制備鈦氧化物中間層,提高電極的工作壽命。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),含乙二醇溶劑氟化銨工藝條件中間層電極的加速壽命為2760s,較未添加中間層前延長(zhǎng)了1214%,有效彌補(bǔ)了鈦基錳氧化物電極性能的缺陷。以乙二醇為溶劑、氟化銨作為有效溶質(zhì)是最佳的中間層工藝條件。
　　通過(guò)二次電沉積工藝,對(duì)鈦基錳氧化物電極進(jìn)行摻雜改性,提高電極的電催化活性,通過(guò)分析Ni、Cu和Pb

4、三種元素不同工藝條件對(duì)電極性能的影響,得出:在摻雜Ni元素時(shí),最佳的主鹽濃度為:0.05mol·L-1,此時(shí)電極的60min苯酚降解率為51.17%,加速壽命為2972s;摻雜Cu元素時(shí),最佳的主鹽濃度為:0.02mol·L-1,此時(shí)電極的60min苯酚降解率為59.48%,加速壽命為2411s;摻雜Pb元素時(shí),最佳的主鹽濃度為:0.3mol·L-1,此時(shí)電極的60min苯酚降解率為75.48%,加速壽命為4921s。
　　綜合上