氧化物修飾電極的制備及用于含酚廢水處理的研究.pdf

1、電極材料和制備方法是影響電極結(jié)構(gòu),進(jìn)而影響電極電催化性能與穩(wěn)定性的主要因素.本研究以SnO<,2>電極的制各及性能評(píng)價(jià)為主要內(nèi)容,同時(shí)以苯酚為目標(biāo)有機(jī)物,對(duì)實(shí)驗(yàn)條件下苯酚降解的影響因素進(jìn)行了考察,并對(duì)電極結(jié)構(gòu)與電催化特性之間的關(guān)系及苯酚的電化學(xué)降解機(jī)理進(jìn)行了初步探討.本論文優(yōu)化了Sb摻雜SnO:電極的制備工藝,以苯酚的電化學(xué)降解效率和電極的穩(wěn)定性作為指標(biāo),實(shí)驗(yàn)確定了涂層厚度、熱處理溫度、Sb摻雜量等工藝條件.為了改進(jìn)鈦基SnO<,2>/

2、Sb電極的電催化性能,制備了Fe摻雜SnO<,2>/Sb電極.采用SEM、EDX以及XRD等檢測(cè)方法對(duì)所制備電極的表面形貌、元素組成及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,研究了Fe的加入對(duì)電極電催化性能和穩(wěn)定性的影響,結(jié)果表明適量Fe的摻雜有利于晶粒細(xì)化,利于導(dǎo)電性和催化活性的提高. 以自制的Fe摻雜SnO<,2>/Sb電極為陽(yáng)極,鈦板為陰極,在無(wú)隔膜電解槽中,對(duì)苯酚模擬廢水進(jìn)行陽(yáng)極氧化降解研究.系統(tǒng)地研究了苯酚初始濃度、溶液pH值、電流密度、電

3、解質(zhì)濃度、氯離子、溫度及電極材料對(duì)處理效果的影響.結(jié)果表明:溶液的初始濃度增大COD去除率減小,但去除總量增加；酸性條件下的去除率好于中性和堿性條件；COD的去除率均隨電流密度的增大而增加,實(shí)驗(yàn)條件下的最佳值為30mA/cmO<'2>；在降解過(guò)程中,電解質(zhì)濃度存在一個(gè)最佳值,在本實(shí)驗(yàn)中為0.2mol/L:氯離子的存在和溫度的升高都對(duì)溶液COD的去除起加速作用；Fe摻雜SnO<,2>/Sb電極對(duì)苯酚的降解效果明顯優(yōu)于其它電極.利用美國(guó)BA

4、S公司的100B/W電化學(xué)工作站,采用循環(huán)伏安法和線性掃描法對(duì)苯酚在SnO<,2>電極上的降解特性進(jìn)行了研究.結(jié)果表明,苯酚在SnO<,2>電極表面的氧化主要集中在析氧反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行,反應(yīng)過(guò)程中,與Pt電極相比SnO<,2>電極較少發(fā)生電氧化聚合反應(yīng),因此該電極具有較高的穩(wěn)定性和催化活性. 通過(guò)對(duì)電解過(guò)程中溶液的紫外光譜分析,表明苯酚的電解反應(yīng)首先生成有紫外吸收的醌類中間體,然后再發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng),最后完全礦化為CO<,2>和H<,