鈦基復(fù)合氧化物電極材料催化性能的研究.pdf

1、鈦基金屬氧化物陽(yáng)極(Dimensionally Stable Anode,DSA)因其具有良好的催化活性得到國(guó)內(nèi)外眾多環(huán)境工作者的青睞.但是,DSA陽(yáng)極電催化降解有機(jī)廢水的技術(shù)一直未能廣泛應(yīng)用,主要是因?yàn)樵摲椒ㄌ幚韽U水存在兩個(gè)較難克服的“時(shí)間”問(wèn)題:一是處理廢水時(shí)間的問(wèn)題,即電催化法的效率如何提高;另一個(gè)是電極壽命的問(wèn)題,即電極的穩(wěn)定性如何提高,而電極材料是決定這兩個(gè)時(shí)間問(wèn)題的關(guān)鍵因素.
　　本文通過(guò)溶膠-凝膠法向活性層中添加氟元

2、素,來(lái)提高復(fù)合電極的電催化活性及使用壽命.同時(shí)也考察了氟源中不同的一價(jià)陽(yáng)離子對(duì)電極催化活性及使用壽命的影響.并用KF摻雜的鈦基復(fù)合氧化物電極催化降解實(shí)際的酚醛廢水,評(píng)價(jià)該電極的使用性能.本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.用溶膠-凝膠法制備了不同氟化物(LiF、NaF、KF、NH4F、HF)摻雜的Ti/SnO2-Sb-F復(fù)合電極,通過(guò)XRD、SEM對(duì)不同氟源摻雜的復(fù)合電極的表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,可知不同氟化物的摻雜均沒(méi)有改變 SnO2的

3、金紅石結(jié)構(gòu).通過(guò)循環(huán)伏安和塔菲曲線電化學(xué)測(cè)試,可知 KF慘雜的Ti/SnO2-Sb-F復(fù)合電極具有高于其它氟源摻雜的陽(yáng)極析氧電位和交換電流密度.
　　2.以甲基橙為目標(biāo)降解物,考察不同氟源摻雜的復(fù)合電極的催化性能,通過(guò)不同降解時(shí)間下,甲基橙溶液的紫外-可見(jiàn)光譜圖可知,用不同氟源摻雜的Ti/SnO2-Sb-F復(fù)合電極對(duì)甲基橙均具有較好的降解效果,其中用KF、NH4F摻雜的Ti/SnO2-Sb-F復(fù)合電極對(duì)甲基橙的催化性能高于其它氟源

4、摻雜的復(fù)合電極.
　　3.通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化出用KF摻雜的Ti/SnO2-Sb-F復(fù)合電極的最佳制備條件和電解條件:優(yōu)化的溶膠涂層數(shù)為9,煅燒溫度為773K,溶膠中維持 Sn/Sb摩爾比9/1,優(yōu)化的KF摻雜摩爾比為0.5,固定電解電壓3V,甲基橙濃度50mg/L,添加劑 Fe(Ⅲ)濃度110mg/L,溶液 pH=2.0.當(dāng)電解75min時(shí),復(fù)合電極對(duì)甲基橙的降解率達(dá)93％.優(yōu)化復(fù)合電極材料表面的X射線衍射和X光電子能譜分析說(shuō)明,復(fù)