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,近年來越來越受到環(huán)保工作者的關注。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水處理技術工程應用的關鍵問題。
　　本文在前人工作的基礎上,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電極的表面微觀結構致密、平滑、均勻且電催化氧化性能最好;結合三種極板的lgi-η圖和Tafel公式,可得電化學反應處于平衡狀態(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;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電化學反應電阻最小,電極導電性最好。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。動力學分析表明:三種電極對苯酚的降解過程均