高性能SnO-,2-電極制備、表征及應(yīng)用研究.pdf

1、近二十年來(lái)，電催化氧化技術(shù)越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外環(huán)境學(xué)者的關(guān)注。電催化氧化技術(shù)因具有適應(yīng)性廣，氧化性強(qiáng)，無(wú)二次污染，反應(yīng)迅速，設(shè)備及其操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而日益成為難降解有機(jī)廢水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 陽(yáng)極材料是電催化氧化的核心，它決定了電催化氧化有機(jī)污染物的反應(yīng)機(jī)理和電流效率等。理想的陽(yáng)極材料一般需要滿足：導(dǎo)電性好；穩(wěn)定性好；電催化活性高等條件。然而目前正缺乏理想的陽(yáng)極材料來(lái)滿足電催化氧化技術(shù)的需要，這也大大限制了電化學(xué)催化氧化技術(shù)的工業(yè)化

2、應(yīng)用。因此，高效、廉價(jià)的陽(yáng)極材料的研發(fā)是目前電催化氧化領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。 本論文旨在研制適用于電催化氧化技術(shù)的高性能SnO2陽(yáng)極材料。主要研究工作包括三部分：SnO2電極制備新方法探索；新型Sb-Ce雙摻雜SnO2電極的研制、表征及應(yīng)用；新型Sb-Mn雙摻雜SnO2電極的研制、表征及應(yīng)用。 成功開(kāi)發(fā)了超聲噴霧熱解法制備鈦基摻雜SnO2電極新技術(shù)。研究結(jié)果表明，超聲噴霧熱解法不僅能將摻雜SnO2膜均勻穩(wěn)定地沉積在鈦基上，而且

3、成膜條件易操控，先驅(qū)物易選擇，所得電極的電化學(xué)性能易調(diào)控。以SbCl3和SnCl4的鹽酸溶液作為先驅(qū)物，采用超聲噴霧熱解法成功制得了鈦基Sb摻雜SnO2電極(Ti/SnO2-Sb)。在同等條件下，該電極電催化降解苯酚的電流效率較常規(guī)法制得的Ti/SnO2-Sb電極提高20-28％。 采用超聲噴霧熱解法成功制備了新型鈦基Sb-Ce雙摻雜SnO2電極(Ti/SnO2-Sb-Ce)。該電極適用于電化學(xué)降解，能有效地將廢水中的難降解有機(jī)

4、污染物分解成CO2、H2O等簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物。物理化學(xué)表征表明，Ce摻雜可顯著優(yōu)化氧化物膜的微觀結(jié)構(gòu)，提高電極的比表面積，改善循環(huán)伏安特性。對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，與Ti/SnO2-Sb電極相比，Ti/SnO2-Sb-Ce電極降解橙黃II的電流效率提高了22％，能耗降低了21％。 采用超聲噴霧熱解法還成功制備了新型鈦基Sb-Mn雙摻雜SnO2電極(Ti/SnO2-Sb-Mn)。該電極適用于難降解有機(jī)廢水的電化學(xué)轉(zhuǎn)化預(yù)處理，提高廢水的可生化性。