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电沉积法制备电极及降解苯酚废水性能研究

发布时间:2018-06-20 09:48

  本文选题:电沉积 + 电催化 ; 参考:《哈尔滨工程大学》2011年硕士论文


【摘要】:水污染问题成为人们目前亟待解决的问题之一,由于水污染的多样性与复杂性,传统的生物降解方法不能满足现代社会的需要。电化学氧化技术(AEOP)作为一种高级氧化技术(AOP),由于反应过程中产生羟基自由基(·OH),·OH具有极强的氧化性,可将有机污染物有效分解,甚至彻底转化为CO2、H2O等无机物。电化学氧化技术因其具有设备体积小,不产生任何二次污染,易与其它处理方法相结合等特性而受到广泛关注,呈现出良好的应用前景。 本文分别采用电沉积-热氧化法、涂覆法以及两者相结合的方法制备SnO2/Ti电极,通过优化电沉积-热氧化法配方参数、电沉积时间、电沉积溶液温度、电流密度、热处理条件、Sb掺杂量等工艺条件,研究电催化氧化苯酚的效率和电极电化学性能;并采用涂覆法在涂液中添加稀土元素Gd、Ce、La和金属元素Ni、Mn、Co,以及在涂覆层与钛基体之间添加电沉积层作为中间层对电极进行改性。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等检测分析方法对不同制备方法与工艺条件所得的Sb-SnO2/Ti电极的涂层晶体结构、电极表面形貌进行分析与表征。 通过苯酚的电化学降解效率比较几种不同制备方法以及掺杂的SnO2/Ti电极电催化性能。结果表明:电沉积-热氧化法制备的Sb-SnO2/Ti电极苯酚降解率为48.57%,槽电压变化范围0.4V,比电沉积法制备的SnO2/Ti电极苯酚降解率高出10.05%;比涂覆法制备的Sb-SnO2/Ti电极苯酚降解率高出23.36%。电沉积-热氧化法制备的Sb-SnO2/Ti电极表面均匀、致密,电催化氧化性能高并且比较稳定。制备含中间层的Gd-Sb-SnO2/Ti电极和Ni-Sb-SnO2/Ti电极,其析氧电位分别为2.27V和1.99V,比Sb-SnO2/Ti电极的1.75V显著提高,可进一步改善电极电催化效率。
[Abstract]:Water pollution has become one of the urgent problems to be solved. Because of the diversity and complexity of water pollution, traditional biodegradation methods can not meet the needs of modern society. As an advanced oxidation technology, the electrochemical oxidation technology (AEOPO) can produce hydroxyl radical (OHN, OH) in the reaction process, which can decompose the organic pollutants effectively, and even completely transform into inorganic compounds such as CO2O2H2O. Electrochemical oxidation technology has attracted wide attention because of its small equipment size, no secondary pollution and easy to be combined with other treatment methods, showing a good application prospects. In this paper, Sno _ 2 / Ti electrodes were prepared by electrodeposit-thermal oxidation method, coating method and the combination of the two methods. By optimizing the formula parameters, electrodeposition time, solution temperature, current density, The efficiency of electrocatalytic oxidation of phenol and the electrochemical performance of the electrode were studied under the conditions of heat treatment and SB doping. The rare earth elements GdCe La and the metal element NijiMnCoand were added to the solution by coating method, and the electrode was modified by adding electrodeposition layer between the coating layer and titanium substrate as the intermediate layer. The coating crystal structure and surface morphology of Sb-SnO _ 2 / Ti electrode obtained by different preparation methods and process conditions were analyzed and characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The electrochemical degradation efficiency of phenol was compared with several different preparation methods and electrocatalytic performance of doped SnO2 / Ti electrode. The results show that the phenol degradation rate of Sb-SnO _ 2 / Ti electrode prepared by electrodeposition and thermal oxidation method is 48.57, and the range of cell voltage is 0.4 V, which is 10.05 higher than that of Sno _ 2 / Ti electrode prepared by electrodeposition method, and 23.36% higher than that of Sb-SnO _ 2 / Ti electrode prepared by coating method. The surface of Sb-SnO _ 2 / Ti electrode prepared by electrodeposition and thermal oxidation method is uniform, compact, high performance and stable in electrocatalytic oxidation. The oxygen evolution potential of Gd-Sb-SnO _ 2 / Ti and Ni-Sb-SnO _ 2 / Ti electrodes with intermediate layer is 2.27 V and 1.99 V respectively, which is significantly higher than that of Sb-SnO _ 2 / Ti electrode 1.75 V, which can further improve the electrocatalytic efficiency of the electrode.
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X703

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本文编号:2043845

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