新型改性钛基二氧化铅电极的制备及其在染料废水处理中的应用

发布时间：2023-04-18 22:06

　　染料废水由于具有COD高、难降解、排放量大等特点而成为废水处理中的难题。电催化氧化法作为一种绿色环保且高效的废水处理技术,近年来受到很多科研工作者的研究与关注。传统的钛基二氧化铅电极虽然具有较好的电催化性能,但二氧化铅极易与基体脱落,使电极在稳定性、催化性以及使用寿命方面存在着缺陷。因此,需要对钛基二氧化铅电极进行改性研究,以进一步优化并提高该类电极的电化学性能,使其更好的应用于废水处理中。本文主要研究了铈(Ce)和钕(Nd)复合掺杂改性的二氧化铅(PbO2)电极Ti/SnO2-Sb2O3/α-PbO2/Ce-Nd-β-PbO2的制备、表征及其应用。通过电沉积的方法制备了改性二氧化铅电极,研究了所制备电极的电化学活性,并将其与铈、钕分别单独掺杂改性的Ce-PbO2,Nd-PbO2电极以及未经过改性的单纯二氧化铅电极进行了对比。通过扫描电子显微镜(SEM),能量色散X射线能谱(EDS),X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对不同改性电极的表面形态、晶体结构以及改性电极表面的元素价态进行了表征分析,发现与铈、钕单独掺杂改性以及未改性的二氧化铅电极相比,铈和钕元素共同掺杂改性的二...

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摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
    1.1 引言
    1.2 染料废水
    1.3 有机染料废水处理方法的研究现状
        1.3.1 物理法
        1.3.2 生物法
        1.3.3 高级氧化技术
    1.4 电化学高级氧化用阳极材料研究进展
    1.5 二氧化铅电极的研究进展
        1.5.1 金属/PbO₂电极
        1.5.2 陶瓷/PbO₂电极
        1.5.3 塑料/PbO₂电极
        1.5.4 石墨/PbO₂电极
    1.6 钛基二氧化铅电极的制备与改性
        1.6.1 钛基二氧化铅电极的制备方法
        1.6.2 钛基二氧化铅电极的改性研究进展
        1.6.3 钛基二氧化铅电极氧化有机物机理研究
    1.7 选题依据和研究内容
第2章 实验材料与方法
    2.1 引言
    2.2 实验仪器与试剂
    2.3 电极的制备
        2.3.1 未改性Ti/SnO₂-Sb₂O₃/α-PbO₂/β-PbO₂电极的制备
        2.3.2 改性Ti/SnO₂-Sb₂O₃/α-PbO₂/Ce-Nd-β-PbO₂电极的制备
    2.4 电极性能表征测试
        2.4.1 电极形貌结构分析
        2.4.2 电化学性能测试
        2.4.3 电极加速寿命测试
    2.5 电催化氧化降解甲基橙模拟染料废水实验与分析
        2.5.1 电催化氧化实验
        2.5.2 脱色率与COD去除率的测定
        2.5.3 平均电流效率的计算
        2.5.4 甲基橙降解过程的拟一阶动力学模型
第3章 Ce-Nd复合改性与单独掺杂改性PbO₂电极的对比分析
    3.1 引言
    3.2 Ce-Nd复合改性PbO₂电极的制备
    3.3 复合改性电极掺杂比例优化
    3.4 不同改性电极形貌与晶体结构的比较
        3.4.1 二氧化铅电极的扫描电子显微镜图
        3.4.2 二氧化铅电极的能量色散X射线能谱分析
        3.4.3 二氧化铅电极的X射线衍射分析
        3.4.4 二氧化铅电极的X射线光电子能谱分析
    3.5 不同改性电极电化学性能的比较
        3.5.1 二氧化铅电极的极化曲线分析
        3.5.2 二氧化铅电极的电化学阻抗图谱分析
    3.6 不同二氧化铅电极的电极寿命比较
    3.7 紫外-可见波长扫描
    3.8 本章小结
第4章 Ce-Nd复合改性PbO₂电极电催化降解甲基橙模拟染料废水
    4.1 引言
    4.2 复合改性电极降解甲基橙操作参数优化
        4.2.1 初始溶液pH值
        4.2.2 电流密度
        4.2.3 初始甲基橙浓度
    4.3 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3793125