Mn系氧化物陽極制備及其電催化氧化有機物實驗研究.pdf

1、電催化氧化法作為一種有效的有機廢水處理技術(shù),近年來越來越受到環(huán)保工作者的關(guān)注。鑒于陽極材料在電催化氧化過程中的核心作用,價格低廉且具有高性能和長壽命陽極的制備成為電化學(xué)水處理技術(shù)工程應(yīng)用的關(guān)鍵問題。
　　本文在前人工作的基礎(chǔ)上,采用熱分解法和電沉積法制得 Ti/MnO2電極( electrodeⅠ)、 Ti/Sb+SnO2/MnO2電極( electrodeⅡ)和Ti/Sb+SnO2+MnOX/MnO2電極(electrodeⅢ)

2、。并通過 SEM、XRD、極化曲線、循環(huán)伏安曲線、電化學(xué)阻抗譜和強化壽命測試等手段,對所制備陽極進行表征和分析,結(jié)果表明:當電鍍壓力為1.5v、電鍍溫度為60℃、硫酸錳濃度為0.75mol/L時,所制得 Ti/MnO2電極的表面微觀結(jié)構(gòu)致密、平滑、均勻且電催化氧化性能最好;結(jié)合三種極板的lgi-η圖和Tafel公式,可得電化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時,electrodeⅢ表面交換電流密度 i0最大,說明其表面催化性能最高;分析三種極板的循環(huán)伏

3、安曲線可推斷:三種極板在中性溶液中均發(fā)生的是可逆反應(yīng);對三種極板的循環(huán)伏安曲線陽極部分進行積分,可知 electrodeⅢ的循環(huán)伏安電荷值最大,即其真實反應(yīng)面積最大,表明它的電催化氧化活性最好;Nyquist圖顯示,electrodeⅢ電化學(xué)反應(yīng)電阻最小,電極導(dǎo)電性最好。通過強化電極壽命的對比實驗,得出:Ti/Sb+SnO2+MnOX/MnO2電極的加速壽命值為33h,換算得其工業(yè)使用壽命為1.51a,較 Ti/MnO2電極壽命有非常大

4、的提高。最終將三種電極用于模擬苯酚廢水的處理,考察其電催化效果,表明:electrodeⅢ對苯酚的去除率比 electrodeⅠ提高了約31％,比 electrodeⅡ提高了約8%。electrodeⅢ對 COD的降解速率明顯大于 electrodeⅠ和electrodeⅡ,相同條件下,COD去除量也明顯提高。說明 Sb+SnO2+MnOX中間層的添加明顯提高了電極的催化效率和降解有機物的能力。動力學(xué)分析表明:三種電極對苯酚的降解過程均