BDD/Ti电极性能增强技术研究
发布时间：2022-12-07 06:54
掺硼金刚石（Boron doped diamond,简称BDD）电极因其优异的物理和化学性质、低背景电流以及很宽的电化学窗口,在重污染有机废水处理领域有着广阔的应用前景。本文开展BDD/Ti电极性能增强技术研究,主要包括对网状电极、电极膜基结合性能和纳米结构阵列电极的制备及性能进行研究。本文完成的主要工作以及取得的成果如下:1.在热丝化学气相沉积（HFCVD）系统中成功制备出网状BDD电极,Raman和SEM结果表明制备的网状电极质量较高。用Ansys软件分析了网状电极网孔内的热应力,分析结果表明网孔内应力主要在结构突变处有应力集中现象。污水处理结果表明网状电极处理污水效率比平板电极提高10.4%。2.采用两步掺硼法制备高结合性能BDD电极,通过Raman、SEM、XRD和EDS等手段对其进行表征,结果表明金刚石质量优良,薄膜残余应力和Ti C中间层存在区域均有变化。通过压痕对比实验证明该工艺方法制备的电极膜基结合性能有显著提高;电极加速寿命实验结果表明与普通电极相比该新工艺制备的电极寿命提高26%。3.用电子回旋共振等离子体增强化学气相沉（ECR-MPCVD）法制备了纳米结构阵列BD...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
1.1 研究背景与现状
1.1.1 水资源现状和水污染问题
1.1.2 传统水处理技术
1.1.3 高级氧化技术
1.2 掺硼金刚石电极研究现状
1.2.1 金刚石结构及性质
1.2.2 掺硼金刚石电极
1.3 提高BDD/Ti电极性能途径
1.3.1 网状电极
1.3.2 提高电极结合性能
1.3.3 纳米结构阵列电极
1.4 本文主要内容
第二章 网状BDD/Ti电极制备及其水处理性能
2.1 引言
2.2 实验方法与参数
2.2.1 HFCVD系统简介
2.2.2 实验步骤与参数
2.3 实验结果与分析
2.3.1 Raman分析
2.3.2 SEM分析
2.4 网状电极热应力分析
2.5 网状电极污水处理实验
2.6 本章小结
第三章 两步掺硼法提高BDD/Ti电极膜基结合性
3.1 引言
3.2 实验方法与参数
3.2.1 制备参数
3.2.2 膜基性能评价
3.2.3 加速寿命试验
3.3 实验结果与分析
3.3.1 拉曼和电镜结果分析
3.3.2 XRD分析
3.3.3 截面EDS分析
3.3.4 结合性能分析
3.3.5 加速寿命实验
3.4 本章小结
第四章 纳米结构阵列BDD/Ti电极制备及其水处理性能
4.1 引言
4.2 实验方法与参数
4.2.1 循环伏安法
4.2.2 实验步骤与参数
4.2.3 污水处理实验
4.3 实验结果与分析
4.3.1 拉曼和电镜结果分析
4.3.2 电化学性能测试分析
4.3.3 污水处理分析
4.4 纳米结构阵列电极污水处理机理分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同基底BDD电极对模拟染料废水的降解脱色试验[J]. 邢剑飞,王珺,李侃,王亚林,应迪文,贾金平. 净水技术. 2013(01)
[2]微/纳米CVD金刚石涂层的制备[J]. 张旭辉,左敦稳,徐锋,庆振华,黄美健,郑琳. 机械制造与自动化. 2012(03)
[3]大面积金刚石膜生长过程中的缺陷和内应力[J]. 汪建华,刘鹏飞,熊礼威,刘繁,江川,苏含. 武汉工程大学学报. 2012(06)
[4]Synthesis of Boron-doped Diamond/Porous Ti Composite Materials——Effect of Carbon Concentration[J]. 马明,李晓伟. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2012(02)
[5]高盐有机废水处理技术研究新进展[J]. 钟璟,韩光鲁,陈群. 化工进展. 2012(04)
[6]化学絮凝法处理制药废水应用研究进展[J]. 李世忠,高冠道,张爱勇. 工业用水与废水. 2008(06)
[7]Ta/BDD薄膜电极电化学催化氧化硝基酚[J]. 高成耀,常明. 物理化学学报. 2008(11)
[8]废水可生化性评价技术探讨[J]. 徐美倩. 工业水处理. 2008(05)
[9]小型化CVD金刚石膜沉积设备控制系统研究[J]. 钟磊,卢文壮,王鸿翔,徐锋,左敦稳. 硅酸盐通报. 2007(06)
[10]掺硼金刚石薄膜电极在水处理中应用的研究进展[J]. 方宁,贾金平,钟登杰,王亚林. 环境污染与防治. 2007(09)
硕士论文
[1]EACVD金刚石膜沉积设备的小型化技术研究[D]. 曾荡.南京航空航天大学 2007
[2]EACVD掺硼金刚石膜制备及加工性研究[D]. 褚向前.南京航空航天大学 2004
本文编号：3712438
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
1.1 研究背景与现状
1.1.1 水资源现状和水污染问题
1.1.2 传统水处理技术
1.1.3 高级氧化技术
1.2 掺硼金刚石电极研究现状
1.2.1 金刚石结构及性质
1.2.2 掺硼金刚石电极
1.3 提高BDD/Ti电极性能途径
1.3.1 网状电极
1.3.2 提高电极结合性能
1.3.3 纳米结构阵列电极
1.4 本文主要内容
第二章 网状BDD/Ti电极制备及其水处理性能
2.1 引言
2.2 实验方法与参数
2.2.1 HFCVD系统简介
2.2.2 实验步骤与参数
2.3 实验结果与分析
2.3.1 Raman分析
2.3.2 SEM分析
2.4 网状电极热应力分析
2.5 网状电极污水处理实验
2.6 本章小结
第三章 两步掺硼法提高BDD/Ti电极膜基结合性
3.1 引言
3.2 实验方法与参数
3.2.1 制备参数
3.2.2 膜基性能评价
3.2.3 加速寿命试验
3.3 实验结果与分析
3.3.1 拉曼和电镜结果分析
3.3.2 XRD分析
3.3.3 截面EDS分析
3.3.4 结合性能分析
3.3.5 加速寿命实验
3.4 本章小结
第四章 纳米结构阵列BDD/Ti电极制备及其水处理性能
4.1 引言
4.2 实验方法与参数
4.2.1 循环伏安法
4.2.2 实验步骤与参数
4.2.3 污水处理实验
4.3 实验结果与分析
4.3.1 拉曼和电镜结果分析
4.3.2 电化学性能测试分析
4.3.3 污水处理分析
4.4 纳米结构阵列电极污水处理机理分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同基底BDD电极对模拟染料废水的降解脱色试验[J]. 邢剑飞,王珺,李侃,王亚林,应迪文,贾金平. 净水技术. 2013(01)
[2]微/纳米CVD金刚石涂层的制备[J]. 张旭辉,左敦稳,徐锋,庆振华,黄美健,郑琳. 机械制造与自动化. 2012(03)
[3]大面积金刚石膜生长过程中的缺陷和内应力[J]. 汪建华,刘鹏飞,熊礼威,刘繁,江川,苏含. 武汉工程大学学报. 2012(06)
[4]Synthesis of Boron-doped Diamond/Porous Ti Composite Materials——Effect of Carbon Concentration[J]. 马明,李晓伟. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2012(02)
[5]高盐有机废水处理技术研究新进展[J]. 钟璟,韩光鲁,陈群. 化工进展. 2012(04)
[6]化学絮凝法处理制药废水应用研究进展[J]. 李世忠,高冠道,张爱勇. 工业用水与废水. 2008(06)
[7]Ta/BDD薄膜电极电化学催化氧化硝基酚[J]. 高成耀,常明. 物理化学学报. 2008(11)
[8]废水可生化性评价技术探讨[J]. 徐美倩. 工业水处理. 2008(05)
[9]小型化CVD金刚石膜沉积设备控制系统研究[J]. 钟磊,卢文壮,王鸿翔,徐锋,左敦稳. 硅酸盐通报. 2007(06)
[10]掺硼金刚石薄膜电极在水处理中应用的研究进展[J]. 方宁,贾金平,钟登杰,王亚林. 环境污染与防治. 2007(09)
硕士论文
[1]EACVD金刚石膜沉积设备的小型化技术研究[D]. 曾荡.南京航空航天大学 2007
[2]EACVD掺硼金刚石膜制备及加工性研究[D]. 褚向前.南京航空航天大学 2004
本文编号：3712438
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