摻雜改性IrO-,2-陽極在氯酚水溶液中的電化學(xué)行為.pdf

1、近年來,含有有毒的、難降解的有機(jī)化合物(如酚、醌等)的工業(yè)廢水排放造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。由于用一般的方法難以去除,對此類有機(jī)化合物的電化學(xué)氧化去除成為研究的熱點。電化學(xué)方法因具有幾乎不消耗化學(xué)試劑、二次污染少等特點,已逐漸成為預(yù)處理或徹底降解有機(jī)污染物的重要方法之一。為了找到一種高穩(wěn)定性、高催化活性、低成本的陽極材料,研究人員進(jìn)行了大量的研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),無論是氧化物電極還是現(xiàn)在正被大量研究的摻硼金剛石電極,與在無機(jī)溶液中相比,電極在有機(jī)

2、水溶液中的電化學(xué)活性與穩(wěn)定性發(fā)生大幅度的下降,原因之一是電解過程中有機(jī)化合物在電極表面聚合成膜,阻礙了表面電化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。PbO2具有良好的導(dǎo)電性,化學(xué)穩(wěn)定性和高的析氧過電位,研究發(fā)現(xiàn)PbO2對有機(jī)物的氧化速率比其他的傳統(tǒng)電極更高。IrO2具有低的析氧過電位,對有機(jī)物的氧化具有選擇性,但在電解過程中也存在表面成膜問題。針對有機(jī)物在電極上的聚合成膜問題,本論文以4-氯酚水溶液為電解體系,比較系統(tǒng)地研究了摻雜PbO2,WO3的IrO2電極

3、的電化學(xué)行為與耐用性。 論文首先分別研究了電沉積工藝和熱分解燒結(jié)工藝制備的摻雜IrO2-PbO2復(fù)合電極在空白和4-氯酚水溶液中的電化學(xué)活性。結(jié)果表明,隨著鉛含量的增加,電極在空白溶液中的析氧電催化活性上升,析氧電位發(fā)生負(fù)移,當(dāng)涂制液中鉛含量達(dá)到50％(摩爾百分?jǐn)?shù))時析氧性能又有所下降。與在空白溶液中相比,電極在4-氯酚水溶液中的表面活性大大降低,主要原因是有機(jī)物在電極表面形成聚合物膜,阻礙了反應(yīng)的進(jìn)行；隨著鉛含量的增加,電極

4、在4-氯酚水溶液中的抗成膜能力增強(qiáng),當(dāng)鉛含量為40％時,電極的抗成膜能力最好。 其次,研究了熱分解法制備的摻雜WO3的Ti/IrO2電極在空白和4-氯酚水溶液中的電化學(xué)活性。結(jié)果表明,隨著鎢含量的增加,電極在空白溶液中的析氧電催化活性上升,析氧電位發(fā)生負(fù)移,當(dāng)涂制液中鎢含量達(dá)到30％時析氧性能最好,當(dāng)鎢含量再增加,析氧性能下降,析氧電位正移。與在空白溶液中相比,電極在4-氯酚水溶液中的表面活性大大降低；隨著鎢含量的增加,電極在

5、4-氯酚水溶液中的抗成膜能力增強(qiáng),當(dāng)鎢含量為30％時,電極的抗成膜能力最好。最后,采用加速電解實驗考察了燒結(jié)工藝制備的Ti/IrO2-PbO2和Ti/IrO2-WO3電極在空白、甲醇和4-氯酚水溶液中的耐用性。結(jié)果表明,電極在空白溶液中的壽命最長,在甲醇和4-氯酚溶液中的壽命降低。對摻鉛復(fù)合電極在三種溶液中的壽命測試,沒有得到一致的規(guī)律,但結(jié)果顯示,適量鉛的加入可以延長電極的使用壽命。摻鎢復(fù)合電極在三種溶液中的壽命測試結(jié)果表明,鎢的加入