三維電極材料的制備及其染料脫色性能的研究.pdf

1、電化學(xué)高級(jí)氧化技術(shù)在難降解廢水的處理中發(fā)揮著重要的作用，是當(dāng)今處理廢水很有前景的方法，其中電催化氧化技術(shù)和電芬頓技術(shù)受到研究者廣泛關(guān)注。電極材料在電化學(xué)高級(jí)氧化技術(shù)中處于關(guān)鍵位置，其性能的好壞直接決定了電化學(xué)氧化技術(shù)的處理效果。三維泡沫材料比表面積大、孔隙率高，能有效提高物質(zhì)傳輸效率，增大反應(yīng)接觸面優(yōu)化電極性能。因此，對(duì)以三維泡沫材料為基體的三維電極進(jìn)行研究具有重要意義。
　　本文采用電沉積法以CNT海綿為基體制備了三維大孔PbO

2、2電極及三維TiN-PbO2電極。通過SEM、XRD表征手段發(fā)現(xiàn)，三維PbO2電極表面呈角錐狀均勻分布，為β型PbO2。由EIS、CV、亞甲基藍(lán)脫色實(shí)驗(yàn)等測(cè)試表明，三維 PbO2電極具有很好的電催化活性，其對(duì)亞甲基藍(lán)染料的脫色率為90.4％，在相同的制備條件下，平板PbO2電極的脫色率僅為68.8%。通過加入TiN納米材料對(duì)三維PbO2電極進(jìn)行改性，當(dāng)加入TiN的濃度為4mmol L-1時(shí)，電極的電催化活性最好，相應(yīng)染料時(shí)的脫色率達(dá)96

3、.6%，比未加入TiN的二氧化鉛電極提高了6.86%。
　　采用電泳沉積法以泡沫鎳為基體制備三維CNT電極，將其作為電芬頓體系的基礎(chǔ)陰極材料，分別選用二氧化錳和聚苯胺對(duì)三維 CNT電極改性，采用直流電沉積法制得三維CNT-MnO2和CNT-PANI復(fù)合電極。通過考察沉積時(shí)間、沉積電流密度、沉積溫度等因素對(duì)陰極原位產(chǎn) H2O2能力的影響，確定了制備復(fù)合電極的最佳條件。實(shí)驗(yàn)分別以三維CNT-MnO2和CNT-PANI電極為陰極構(gòu)建了電

4、芬頓體系，選擇亞甲基藍(lán)為目標(biāo)分解物，通過控制Fe2+的初始濃度、pH、電流密度、染料濃度、曝氣量等影響因素對(duì)電芬頓體系的操作條件進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明，三維CNT-MnO2復(fù)合電極在電芬頓體系中的最佳操作條件為：電流密度10mA cm-2、pH=4、曝氣量為1.0L min-1、Fe2+的初始濃度為5mmol L-1，該條件下電芬頓體系中亞甲基藍(lán)的脫色效果最好，脫色率達(dá)96.8%。將三維CNT-PANI復(fù)合電極應(yīng)用于電芬頓體系對(duì)染料進(jìn)行脫色