電催化電極的制備及其用于難降解有機(jī)廢水處理的研究.pdf

1、在電化學(xué)水處理技術(shù)的研究中，電極材料的研究與開發(fā)是一個(gè)熱門課題，而與電催化特性密切相關(guān)的陽(yáng)極材料更是各國(guó)學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。本論文以稀土Nd、La、Y摻雜Ti/Sb-SnO<,2>電極的制備及性能評(píng)價(jià)為主要內(nèi)容，初步探討了所制備電極的結(jié)構(gòu)與電催化特性之間的關(guān)系。 以活性艷紅X-3B廢水的脫色率和電極穩(wěn)定性為考察指標(biāo)，對(duì)影響電極性能的主要因素——熱氧化溫度和稀土摻雜量進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究，得到了各種稀土摻雜Ti/Sb-SnO<,2>

2、電極具備最佳電催化活性和電極穩(wěn)定性的制備工藝參數(shù)：①Nd摻雜Ti/Sb-SnO<,2>電極熱氧化溫度為550℃，摻雜量為Sn:Nd=100:1.0：②La摻雜Ti/Sb-SnO<,2>電極熱氧化溫度為450℃、摻雜量為Sn:La=100:0.7；③Y摻雜Ti/Sb-SnO<,2>電極熱氧化溫度為500℃、摻雜量為Sn:Y=100:0.8。 采用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線能譜儀(EDS)、X射線衍射(XRD)、X射線光電子

3、能譜(XPS)、動(dòng)電位掃描等檢測(cè)分析方法對(duì)所制備的稀土Nd、La、Y摻雜Ti/Sb-SnO<,2>電極涂層的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌、元素組成、化學(xué)結(jié)合狀態(tài)、析氧電位等進(jìn)行了表征和分析。結(jié)果表明： ①稀土Nd、La、Y的摻雜后，電極形貌發(fā)生了明顯的改變，與空白電極相比，電極表面的凹凸感明顯變小，縫隙變窄，結(jié)晶粒子減少； ②稀土Nd、La、Y摻雜Ti/Sb-SnO<,2>電極中的Nd、La、Y含量均高于浸漬液中的Nd、La、

4、Y含量，這說(shuō)明稀土Nd、La、Y具有向電極表面富集的趨勢(shì)； ③電極XRD譜圖中沒有發(fā)現(xiàn)Ti基體或TiO<,2>的特征峰，電極涂層均勻，覆蓋度較好。與空白電極相比，稀土Nd、La、Y的摻雜使得SnO<,2>晶相所對(duì)應(yīng)的衍射峰強(qiáng)度變?nèi)跚曳逍螌捇?④稀土Nd、La、Y元素的最強(qiáng)譜峰所對(duì)應(yīng)的結(jié)合能分別為980.70eV、836.42eV、156.42eV，根據(jù)XPS手冊(cè)可知，稀土Nd、La、Y元素分別以Nd<'3+>、La

5、<'3+>、Y<'3+>復(fù)合氧化物形式存在； ⑤稀土Nd、La、Y摻雜Ti/Sb-SnO<,2>電極析氧電位分別是2.24V、2.10V、2.06V，均高于空白電極的析氧電位(1.53V)： ⑥稀土Nd、La或Y摻雜Ti/Sb-SnO<,2>電極的電極壽命均比空白電極更長(zhǎng)。 本論文對(duì)活性艷紅X-3B廢水降解的影響因素、降解動(dòng)力學(xué)等進(jìn)行了研究。 結(jié)果表明，電流密度、電解質(zhì)濃度、極板間距、攪拌方式對(duì)活