手机知网 App
24小时专家级知识服务
打 开
手机知网|搜索

钛基复合氧化物电极材料催化性能的研究

刘研研

  钛基金属氧化物阳极(Dimensionally Stable Anode,DSA)因其具有良好的催化活性得到国内外众多环境工作者的青睐。但是,DSA阳极电催化降解有机废水的技术一直未能广泛应用,主要是因为该方法处理废水存在两个较难克服的“时间”问题:一是处理废水时间的问题,即电催化法的效率如何提高;另一个是电极寿命的问题,即电极的稳定性如何提高,而电极材料是决定这两个时间问题的关键因素。 本文通过溶胶-凝胶法向活性层中添加氟元素,来提高复合电极的电催化活性及使用寿命。同时也考察了氟源中不同的一价阳离子对电极催化活性及使用寿命的影响。并用KF掺杂的钛基复合氧化物电极催化降解实际的酚醛废水,评价该电极的使用性能。本文主要研究内容如下: 1.用溶胶-凝胶法制备了不同氟化物(LiF、NaF、KF、NH_4F、HF)掺杂的Ti SnO_2-Sb-F复合电极,通过XRD、SEM对不同氟源掺杂的复合电极的表面结构进行了表征,可知不同氟化物的掺杂均没有改变SnO_2的金红石结构。通过循环伏安和塔菲曲线电化学测试,可知KF惨杂的Ti SnO_2-Sb-F复合电极具有高于其它氟源掺杂的阳极析氧电位和交换电流密度。 2.以甲基橙为目标降解物,考察不同氟源掺杂的复合电极的催化性能,通过不同降解时间下,甲基橙溶液的紫外-可见光谱图可知,用不同氟源掺杂的Ti SnO_2-Sb-F复合电极对甲基橙均具有较好的降解效果,其中用KF、NH4F掺杂的Ti SnO_2-Sb-F复合电极对甲基橙的催化性能高于其它氟源掺杂的复合电极。 3.通过正交试验优化出用KF掺杂的Ti SnO_2-Sb-F复合电极的最佳制备条件和电解条件:优化的溶胶涂层数为9,煅烧温度为773K,溶胶中维持Sn/Sb摩尔比9/1,优化的KF掺杂摩尔比为0.5,固定电解电压3V,甲基橙浓度50mg/L,添加剂Fe(Ⅲ)浓度110mg/L,溶液pH=2.0。当电解75min时,复合电极对甲基橙的降解率达93%。优化复合电极材料表面的X射线衍射和X光电子能谱分析说明,复合材料的主体为具有四方金红石结构的SnO_2,Sb、F、K成功的掺杂到SnO_2晶格中,并主要以替位形式进入SnO_2晶格。 4.分析了优化条件下制备的KF掺杂的Ti SnO_2-Sb-F复合电极催化降解酚醛树脂厂废水的条件:最佳槽电压为10V,pH为7.0,支持电解质Na2SO4的浓度为150mg L。……   
[关键词]:复合物电极;二氧化锡;电解催化;甲基橙;酚醛树厂脂废水
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:山东师范大学2012年