金屬氧化物電極電催化降解有機廢水的研究.pdf

1、隨著工農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，有機廢水對水資源的污染越來越嚴(yán)重，已經(jīng)危害到了生態(tài)平衡和人體健康，因此，尋找高效、簡便以及低成本的方法至關(guān)重要。電化學(xué)氧化法因具有設(shè)備簡單、清潔環(huán)保等特點而受到了廣泛的關(guān)注。在電化學(xué)處理有機廢水過程中，電極材料的催化性能將極大地影響廢水處理的效果。
　　本論文制備了催化性能較高的Ti/PbO2-Sm2O3電極、Ti/PbO2-AC電極、Ti/RuO2網(wǎng)狀電極和亞氧化鈦（Ti5O9/Ti4O7）電極，用于茜素黃

2、 R、苯肼、對硝基苯甲酸和2,4,6-三硝基苯酚廢水的降解。主要研究內(nèi)容如下：
　　采用電沉積法制備了 Ti/PbO2和Ti/PbO2-Sm2O3電極。結(jié)果表明，摻雜 Sm2O3后，PbO2的衍射峰強度增加，PbO2的晶粒粒徑更小。與Ti/PbO2電極相比，Ti/PbO2-Sm2O3電極的析氧電位較高，阻抗較小，催化性能較高。再以 Ti/PbO2-Sm2O3電極電催化降解茜素黃 R廢水，研究了電解質(zhì)濃度、極板間距、pH和電解電壓對

3、茜素黃 R降解效果的影響。當(dāng)電解質(zhì)的質(zhì)量濃度為9.0 g·L-1，間距為3 cm，pH為5，電解電壓為3.0 V時，降解180 min后的茜素黃 R廢水的COD去除率和降解率分別為88.5％和89.0%。
　　采用電沉積法制備了 Ti/PbO2和Ti/PbO2-活性炭（AC)電極。結(jié)果表明，通過 AC的摻雜，PbO2的衍射峰強度增加，PbO2的晶粒粒徑更小，顆粒堆積更緊密。與 Ti/PbO2電極相比，Ti/PbO2-AC電極的析氧

4、電位較高，阻抗較小，催化性能較高，表明 AC協(xié)助 PbO2提高了電極的催化降解能力。再以 Ti/PbO2-AC電極電催化降解苯肼廢水，通過研究電解質(zhì)濃度、電流密度、pH和溫度等因素，得出了苯肼廢水的最佳降解條件。當(dāng) Na2SO4濃度為5.0 g·L-1，pH為5，電流密度為3.75 mA·cm-2，電解溫度為30℃時，PND廢水經(jīng)處理150 min后，苯肼廢水的COD去除率和降解率分別為80.59%和81.9%。
　　采用刷涂法制

5、備了網(wǎng)狀 Ti/RuO2電極。RuO2是金紅石結(jié)構(gòu)，微觀呈現(xiàn)“泥裂”狀。以網(wǎng)狀 Ti/RuO2電極為陽極，不銹鋼網(wǎng)為陰極，研究了電解電壓、pH、溫度和電解時間四個因素對對硝基苯甲酸廢水電催化降解的影響。正交實驗表明，各因素的影響順序依次為 pH、溫度、電解時間、電解電壓。單因素實驗表明降解的優(yōu)化條件為：電解電壓為2.0 V，pH為3，電解溫度為30℃，電解時間為180 min。在該條件下，對硝基苯甲酸廢水的COD去除率和降解率分別為79

6、.5%和77.2%。
　　采用壓片-燒結(jié)法制備了 Ti5O9/Ti4O7電極。該電極的主要成分是Ti5O9，使用前的Ti5O9/Ti4O7電極的顆粒較小，而使用后的Ti5O9/Ti4O7電極呈現(xiàn)楊梅狀的聚集球。Ti5O9/Ti4O7電極的極化曲線表明，該電極的析氧電位高達(dá)2.0 V，且電位窗口寬。以 Ti5O9/Ti4O7電極為陽極，不銹鋼片為陰極，電催化降解2,4,6-三硝基苯酚廢水，研究了電流密度、電解質(zhì)濃度、pH和溫度的影響