催化降解用钛基锡锑电极的分层改性

发布时间：2023-04-20 04:19

　　钛基氧化锡锑电极由于其较好的综合性能,现已成为催化氧化降解染料废水的重要阳极材料。然而,该类电极本身的寿命较短,导致其大规模工业应用受到限制。目前,针对钛基氧化锡锑电极的改性研究,多集中于电极基底或催化层的单独改性,这也使得电极性能的提高受限。为此,本实验首先利用水热合成法对Ti基底进行改性,使其在Ti基底上生长出新型的网状结构(TiO₂-NWs),随后在此基础上,对电极催化层分别进行Ni元素和Gd元素掺杂,从而得到了寿命长、电催化性能好的电极。首先分析了新型TiO₂-NWs的形成机制,随后探究了水热反应时间、水热反应温度、前体溶液中Na OH的浓度对TiO₂-NWs微观形貌的影响。并以电极的寿命为依据,探讨了基底结构对电极性能的影响,最后得出了制备TiO₂-NWs的适宜条件。同时考察了电极催化层的负载量对电极寿命以及电催化性能的影响。以将预处理后的Ti板直接作为基底制备的Ti/SnO₂-Sb电极作为对比电极,由SEM观察到这两种电极表面均布满了球状颗粒,但Ti/TiO

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
前言
第1章 文献综述
    1.1 染料废水对水资源的影响
    1.2 染料废水的处理方法
        1.2.1 生物法降解染料废水
        1.2.2 物理法处理染料废水
        1.2.3 化学法降解染料废水
    1.3 电催化氧化技术
        1.3.1 电催化氧化技术的机理
        1.3.2 阳极材料的选择
        1.3.3 电极的制备方法
    1.4 Ti/SnO₂-Sb电极的研究现状
        1.4.1 基底改性
        1.4.2 中间层改性
        1.4.3 催化涂层改性
    1.5 本课题的研究内容
第2章 实验设备与电极分析方法
    2.1 实验设备与试剂
        2.1.1 实验设备
        2.1.2 实验药品
    2.2 Ti/TiO₂-NWs/SnO₂-Sb电极的制备工艺
        2.2.1 基底预处理
        2.2.2 二氧化钛网状结构的制备
        2.2.3 制备SnO₂-Sb催化涂层
    2.3 电极物理性能分析方法
    2.4 电极电化学性能分析方法
    2.5 电极电催化性能分析方法
第3章 Ti/TiO₂-NWs/SnO₂-Sb电极的制备条件优化
    3.1 TiO₂-NWs形成机制
    3.2 制备条件对Ti/TiO₂-NWs/SnO₂-Sb电极的影响
        3.2.1 水热反应时间
        3.2.2 水热反应温度
        3.2.3 前体溶液中Na OH的浓度
        3.2.4 催化层负载量
    3.3 本章小结
第4章 Ti/TiO₂-NWs/SnO₂-Sb电极性能分析
    4.1 电极的物理表征
        4.1.1 电极形貌与元素含量分析
        4.1.2 电极的晶体结构
    4.2 电极的电化学性能
        4.2.1 线性扫描伏安曲线分析
        4.2.2 电化学阻抗谱
        4.2.3 循环伏安曲线分析
        4.2.4 伏安电荷分析
        4.2.5 加速寿命测试
    4.3 电极的电催化性能
        4.3.1 色度去除率及反应速率常数
        4.3.2 COD去除率
        4.3.3 能耗
    4.4 本章小结
第5章 元素掺杂催化涂层对电极性能的影响
    5.1 元素掺杂比例优化
    5.2 电极的物理表征
    5.3 电极的电化学性能
    5.4 电极的电催化性能
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 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：3794874