PbO2电极的掺杂改性及其处理有机废水的应用研究

来源 :安徽大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lrg1169
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
Pb02电极因其具有电催化活性高、化学稳定性好、价格低廉、析氧电位高等优点,被视为在电催化氧化处理有机废水领域中极具应用前景的电极材料。本文以Pb02电极的制备、改性及其在有机废水电催化氧化降解的应用为主要内容。主要研究工作及结果如下:本文在金属钛基体上通过热分解法制得SnO2-Sb2O3底层,并利用电沉积法在其表面添加活性层制得Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2电极,选用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能量弥散X射线谱(EDS)以及强化寿命测试等方法对其表面微观形貌、物相结构、元素组成以及使用寿命进行了分析表征。实验结果显示,相比于未添加底层的钛基Pb02电极,添加了由热分解法制备的SnO2-Sb2O3底层后,电极的使用寿命得到明显提高。由此可见,其致密的氧化物膜不仅减缓了新生氧向基体的扩散,而且也有效的阻止了钛基体上生成Ti02钝化膜,使Pb02不易脱落,从而提高了电极的使用寿命。以Ti为基体,通过加入表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和稀土元素Ce,电沉积制备改性Pb02电极,并采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能量弥散X射线谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)等方法对改性后Pb02电极的微观形貌、晶型结构、元素组成及价态等进行分析表征。通过循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)考察了掺杂后电极的电化学性能。SEM结果显示,Ti/SnO2-Sb2O3/PVP-Ce-PbO2电极的表面颗粒更加精细,表面积进一步增大,使电极的微观结构及催化效果得到改善。电化学性能测试结果显示,表面活性剂PVP和稀土元素Ce的掺杂显著提高了电极的析氧过电位并且降低了电荷转移电阻。将所制备的电极应用于模拟染料废水甲基橙的降解。结果发现,与未掺杂的和单独掺杂的电极相比,Ti/SnO2-Sb2O3/PVP-Ce-PbO2电极对甲基橙及COD有较好的去除效果。Ti/SnO2-Sb2O3/PVP-Ce-PbO2电极在实验参数为:电流密度为50 mA·cm-2、 pH为5、电解质浓度为0.05 mol-L-1时,甲基橙的去除效果最佳。降解120min后,对100 mg-L-1甲基橙的去除率可达到98.4%,对COD去除率为91.8%。在电沉积制备二氧化铅层时,通过加入某种离子或颗粒可以提高电极的电催化性能及其稳定性。本文通过向电沉积液添加少量纳米Ti02颗粒和稀土元素Ce对Pb02电极进行共掺杂改性。通过扫描电镜(SEM)、能量弥散X射线谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)及强化寿命测试等手段对改性后Pb02电极的微观形貌、晶型结构、元素组成及价态、电化学性能以及使用寿命进行分析表征。结果表明:掺杂改性的电极性能都有不同程度的提高,其中共掺杂的改性效果比单掺杂要好。SEM和XRD测试结果显示,改性电极的表面微观形貌都不同程度的发生了变化,但其晶型并未改变,仍以β-PbO2为主;EDS测试显示,Ti02和Ce均已进入到Pb02镀层;电催化氧化降解模拟染料废水甲基橙实验表明:改性后电极(Ti/Sn02-Sb203/Pb02-TiO2、Ti /SnO2-Sb2O3/PbO2-TiO2-Ce)的电催化活性都有不同程度的提高,其中Ti02和Ce共同掺杂改性电极催化活性提高最为明显;电化学实验表明:改性后电极表现出更小的电荷转移电阻和更高的析氧电位:强化寿命测试实验表明:改性后电极拥有更长的寿命和更强的耐腐蚀性。
其他文献
随着我国土建工程的快速发展,混凝土结构得到了普遍的应用,大体积混凝土结构日渐增多。而裂缝是混凝土结构中最为常见的问题之一。本文从三方面展开对大体积混凝土结构的讨论
<正> 现代医学认为湿疹、荨麻疹都是属于一种过敏反应或变态反应性的疾病,祖国医学中认为痒属风,疹子的红赤是属热属血,有水泡渗水的属湿,《内经·素问》病机十九条中概括的
期刊
二外日语是英语专业学生的必选课之一,本文在分析二外日语教学现状的基础上,结合自身教学实践经验,就如何提高二外日语提出一些简单有效的教学方法。
地方电视台民生新闻节目,最大的特点就是本土化气息比较浓厚,它是一种彰显本土特色的新闻节目。地方电视立足于民生新闻,讲述的是老百姓喜闻乐见的事情,因此深受好评。本文将
<正>测量粒子的比荷(即电荷量q与其质量m之比)是近代物理中研究带电微粒性质的一个重要实验课题。通过实验测量为人们探索微观世界的奥秘提供了一条新的途径。自从英国物理学
压缩机增压工艺目前仍然是低压气集输工艺的主导工艺,而增压一般分为单井增压和集中增压两种方式。文章针对不同增压方式,讨论了输送距离和输送气量对不同增压方式下压缩机能耗
本文分析了在工程勘察和施工过程中水文地质问题经常被忽视的原因,并指出其给勘察工程中带来的危害,介绍了水文地质勘察和工程地质勘察的内容,探讨了岩土水理性质和地下水变
通过实践分析粗集料在混凝土配合比设计中对水泥用量的影响,认识合理选择粗集料对配制经济水泥用量配合比的重要性,以达到在工程设计中降低工程成本的目的。
20号染色体上2个基因组片段(Dup1和Dup2)的异常复制是引起乌鸡超黑素化性状的关键突变。本研究分析了Dup1、Dup2拷贝数与略阳乌鸡肤色性状的关联性,旨在阐明依据拷贝数对肤色