高性能二氧化鉛電極的鍍制及應用.pdf

1、作為一種綠色氧化技術,電化學氧化處理方法處理方法在難降解廢水的預處理得到了廣泛的應用。二氧化鉛電極作為一種價廉的不溶性陽極,是電化學氧化降解技術中最常用的陽極材料。本文根據(jù)二氧化鉛電極的研究和應用現(xiàn)狀,對高性能二氧化鉛電極的制備作了一些探索性的研究。
　　 在第三章,在在陶瓷管基基PTFE-PbO2電極上上電化學氧化法預處理了了酸性印染化工廢水。結果表明,在pH=0.85條件下,添加2 g·L-1氯化鈉支持電解質,電流密度為30

2、 mA·cm-2的條件下預處理預處理20 min后,COD去除率達到了43.4％,BOD/COD由0.034提高至至0.14。在處理成本相同的條件下,催化臭氧化降解酸性印染化工廢水16 min后,COD去除率僅僅有有27.7%,BOD/COD由0.034提高至至0.12。考慮到一次性投資和操作的方便性,電化學氧化法在在預處理這類廢水時這類廢水顯然具有更佳的效果,應用前景十分看好。當前,電化學氧化技術的核心問題是高性能陽極材料的研制,而作

3、為性價比較高的二氧化鉛電極,對其改性研究就顯得十分迫切了。
　　 在第四章,為了提高與環(huán)境的兼容性,工作,為了提高與環(huán)境的兼容性,工改良了二氧化鉛的鍍液配方,采用氨基磺酸鍍液來制備了二氧化鉛電極(以下記為Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ)。結果表明:Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ電極表面更加致密,晶粒高度細化,其物相結構仍為β-PbO2。硫酸鈉溶液中的析氧行為研究表明,相比于硝酸鍍液制備得到的電極(以下記為Ti/PTFE-F-

4、PbO2-Ⅱ),Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ具有更高的析氧過電位,這一特性將有利于提高提高電氧化有機物過程中的的電流效率。在9 mol·L-1H2SO4中的強化電解壽命測試表明,Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ的強化電極壽命達到1160 h,根據(jù)經(jīng)驗估算公式,根據(jù)經(jīng)驗估算公式式,常規(guī)電解條件下其電解壽命可達6.64.年。Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ的長壽命可能與其致密的表面結構有關。致密的表面結構可以阻止活性氧向鈦基體的遷移,使

5、得鍍層更穩(wěn)定,且不脫落。Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ電極降解對氯苯酚的結果表明,與Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅱ相比,Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ電極具有更高的降解效率(約10%),表現(xiàn)出很好的電氧化性能。對電鍍制備電鍍制備Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ電極的工藝條件優(yōu)化結果表明,鍍液最優(yōu)條件為電流密度為0.06 A·cm-2,溫度為40℃,磁力攪拌速率1300 r-cm-2,電沉積時間為1 h。
　　 在第五章,制

6、備了納米級二氧化鈦摻雜的Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ電極。在硫酸鈉溶液中的析氧行為研究表明,與未摻雜電極相比,摻雜納米級二氧化鈦的Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ電極具有更高的析氧過電位,更大大的Tafel斜率和交換電流密度(3.41×10-5A·cm-2)。摻雜電極所具有的以上特性有利于延長羥基自由基在電極表面存在的壽命,以提高電氧化降解有機物的電流效率。摻雜電極所具有的以上特殊有利于延長羥基自由基在電極表面存在的壽命,以提高電氧