超声电沉积法制备Bi-PbO2/Ti阳极及其性能研究

分别用常规电沉积法和超声电沉积法制备了掺Bi和不掺Bi的4种二氧化铅电极,用加速寿命实验对比了电极的寿命,通过电氧化降解含苯酚废水实验对比了电极的电解处理效果,用扫描电镜表征了电极的表面形貌.结果表明:在电沉积过程中引入超声波和掺Bi有利于提高二氧化铅电极的电催化性能,引入超声波更有利于延长电极的寿命.     

新型二氧化铅电极的制备及其性能研究

用电沉积方法制备了Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2,Ti/SnO2+Sb2O3/Bi-PbO2,Ti/PbO2三种二氧化铅电极,采用加速寿命试验对比了电极的寿命,采用扫描电镜表征了电极的表面形貌,并将所制备的电极用于处理苯酚溶液和含铜离子的溶液,分析了电解处理的效果.结果表明:未掺铋二氧化铅电极的加速寿命最长,且其处理的含铜废水可达国家排放标准,但掺铋电极的电催化性能更高.     

离子液体对PbO_2电极电化学性能的影响

为了考察离子液体对钛基Pb O2电极电化学性能的影响,将离子液体1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐([Emim]BF4)添加到Pb(NO3)2混合电积溶液中,通过阳极电氧化沉积制备得到钛基β-Pb O2形稳阳极Ti/β-Pb O2,对其电催化氧化活性及稳定性进行了考察,并与采用F-和十二烷基磺酸钠(SDS)为电积溶液添加剂制备的带有中间层的电极Ti/Sn O2-Sb2O3/β-Pb O2进行了对比。结果表明,离子液体修饰电极材料的电催化活性和稳定性相比后者均有明显提高。对电极表面的SEM与XRD表征分析表明,添加离子液体制备得到的电极Ti/β-Pb O2活性层表面致密平整、结晶大小均匀、择优结晶取向发生明显变化。电化学循环伏安实验结果显示,电极Ti/β-Pb O2的析氧过电位(1.7 V)比Ti/Sn O2-Sb2O3/β-Pb O2(1.6 V)稍高。     

电镀镍中间层对钛基二氧化铅阳极性能的影响

通过阴极电镀在钛基表面制备出镍中间层,随后在其上再进行阳极电沉积β-PbO_2涂层来制备Ti/Ni/PbO_2电极,并与无镍中间层的Ti/PbO_2电极进行对比。通过微结构分析、1 mol/LH_2SO_4溶液中的加速寿命试验、电化学性能测试和电氧化苯酚模拟废水行为研究,考察了电镀镍中间层对二氧化铅涂层电极的结构和性能的影响。结果表明,电镀镍中间层的引入不仅使活性β-PbO_2涂层的晶粒细化,增强了电极的催化活性,而且有效地改善了电极表面的导电性,降低了槽压,使得电极表面电势均匀分布,从而明显地延长了电极寿命,降低了电催化氧化降解苯酚模拟废水的能耗。     

用于增强光电化学水氧化的Sb_2O_3/Sb_2S_3/FeOOH复合光阳极的构建（英文）

通过简单的溶液浸渍法以及化学水浴沉积法和后硫化处理制备新型Sb_2O_3/Sb_2S_3/FeOOH光阳极。X射线衍射、拉曼光谱和X射线光电子能谱分析表明成功制备Sb_2O_3/Sb_2S_3/FeOOH薄膜。SEM-EDS分析表明,FeCl_3溶液浸泡后的Sb_2O_3/Sb_2S_3薄膜表面变得粗糙,最优的浸渍时间为8 h。在模拟太阳光和偏压1.23 V(vs RHE)下,FeOOH助催化剂负载的Sb_2O_3/Sb_2S_3电极表现出0.45 mA/cm~2的光电流密度,为未负载FeOOH光电极的1.41倍。通过紫外-可见光谱、电化学阻抗谱和PEC测试表明,光电性能的提高是由于FeOOH的复合可增强光电极的光捕获能力、降低界面传输阻抗、提高载流子注入效率。     

电沉积掺杂二氧化铅表面的研究进展

二氧化铅作为阳极由于具有高的催化活性、高的析氧过电位和化学惰性而受到关注.电沉积二氧化铅时,添加某些外来离子或颗粒能改善其电催化活性和稳定性,这些离子和颗粒主要包括Bi3 、F-、Fe3 、Co2 、Ce3 、Ru3 、As3 、Co3O4、RuO2、PbO2、Al2O3和TiO2等.阐述了二氧化铅的应用领域,讨论了电沉积掺杂二氧化铅的制备方法及其影响因素;针对二氧化铅固有的催化活性和脆性的缺陷,评述了掺杂离子和固体颗粒的二氧化铅镀层的优缺点.结果表明:掺杂Bi3 、F-、Ce3 、Ru3 和Ag 离子能提高二氧化铅的催化活性;掺杂In3 、PO43-和As3 能抑制二氧化铅的晶核形成;提出外来离子掺杂在二氧化铅晶格缺陷中的几种模式:可变价的金属离子取代Pb4 ,并且自身被氧化成高价的金属离子掺杂在二氧化铅镀层中,这些金属离子是Bi3 、Ce3 、Ru3 、Ag 、Co2 和As3 ;在F修饰的二氧化铅中,F-离子替代两个OH-离子;Fe3 分别在低温和高温下取代Pb2 和Pb4 ;F-离子分别与Fe3 或Co2 形成协同效应.复合镀层的电催化作用与掺杂的催化粒子类型及其应用领域有关,例如:PbO2 RuO2复合镀层在硫酸溶液中显示最好的催化活性;PbO2 Co3O4在氢氧化钠溶液中具有最好的电催化活性;当然,复合镀层的表面粗糙度的影响不能完全忽视.掺杂PTFE和TiO2颗粒能显著的降低二氧化铅镀层的脆性.展望了掺杂二氧化铅镀层的发展趋势.     

电活性NiHCF薄膜在含Pb2+溶液中的离子交换性能

采用阴极电沉积方法制备电活性NiHCF薄膜,考察薄膜在含Pb2+溶液中的电控离子交换性能.在0.1 mol/L的Pb(NO3)2溶液中,通过循环伏安法调节膜电极的氧化还原电位考察其活性和可逆性,并结合电化学石英晶体微天平(EQCM)技术分析离子的交换机制,同时比较Co(NO3)2和Ni(NO3)2溶液中NiHCF膜电极的电化学行为;在0.1 mol/L [Pb(NO3)2+Co(NO3)2]和0.1 mol/L [Pb(NO3)2+Ni(NO3)2]两组混合溶液中,通过循环伏安法分析薄膜对Pb2+/Co2+和Pb2+/Ni2+的选择性;并通过X射线能谱仪(EDS)分别测定膜在氧化和还原状态下的元素组成.结果表明,电活性NiHCF膜在含Pb2+、Co2+和Ni2+溶液中均具有可逆的离子交换行为,对Pb2+的选择性高于对Co2+和Ni2+的,通过电控离子交换方法可以使Pb2+从废水中得到有效分离.     

Ti/Al层状复合涂层电极的制备及性能研究

利用热压扩散焊接工艺,分别在不同焊接时间条件下制备了结构为Ti/Al/Ti/Sn O2+Sb2O3/Pb O2的层状复合涂层电极,通过扫描电镜分析了Ti/Al基体的组织结构和表面形貌,采用四探针法测量了复合电极基体电阻并测试了电极加速寿命。结果表明:基体焊接时间为120 min时,制备的Ti/Al基复合涂层电极表面活性物质Pb O2颗粒尺寸均匀细小且比表面积大,具有良好的电化学性能;与传统的Ti/Sn O2+Sb2O3/Pb O2相比,电阻率仅为纯Ti的1/10。加速寿命试验测得的电极寿命达46 h,具有良好的稳定性。     

Co3O4对RuO2—TiO2（60）／Ti阳极析氯活性和欧姆降的影响

用稳态恒电流法和断电流技术研究了Co_3O_4对RuO_2-TiO_2(60)/Ti阳极析氯催化活性和欧姆降的影响。适量Co_3O_4可以大大提高RuO_2-TiO_2(60)/Ti阳极的析氯催化活性,明显减小涂层欧姆降。RuO_2(40)-TiO_2(60)/Ti阳极涂层中近65％的RuO_2被Co_3O_4取代后,电极析氯速率不会下降。     

铝掺杂改性钛基PbO2电极性能研究

采用阳极电沉积技术制备了金属铝掺杂改性的Ti/PbO₂电极,通过表面粗糙度测量仪,扫描电镜,X射线衍射仪、线性极化扫描和交流阻抗谱电化学测试和加速寿命试验对铝掺杂引起PbO₂涂层电极的物理化学特性的影响进行分析,并对铝掺杂改性的Ti/PbO₂电极对苯酚模拟废水电催化氧化降解行为进行考察。结果表明,Al₃₊添加可使得Ti/PbO₂电极涂层结晶细化、沉积均匀致密,表面粗糙度明显降低,结瘤缺陷改善;铝掺杂改性的Ti/PbO₂析氧电位升高,电荷传递及催化性能提高,但呈非单调变化,其中添加3mM Al₃₊制备电极的析氧电位最高可达到2.09V,导电性优异,电催化性能最佳,电化学稳定性高,其强化寿命可达到460h,比未改性电极寿命提高了100h。铝掺杂改性的Ti/PbO₂电极对苯酚模拟废水具有良好的电化学氧化降解能力,180min处理后苯酚去除率最高可达到93.6%,COD去除率最大可达到73.6%。     

不同前驱体制备的锡锑中间层对Ti／SnO2＋Sb2O3／PbO2电极性能的影响

研究了以乙二醇与柠檬酸反应制得的乙二醇柠檬酸酯溶液、乙二醇、乙醇、正丁醇为前驱体溶剂制备的锡锑中间层对Ti/SnO2 Sb2O3/PbO2电极性能的影响,用XRD、ESEM对不同前驱体制备的锡锑中间层和对应的二氧化铅活性层进行了表征,并用极化曲线法和阳极寿命快速检测法比较了不同前驱体对Ti/SnO2 Sb2O3/PbO2电极的阳极寿命和在1．0mol/L硫酸溶液中的电催化活性的影响。结果表明,不同前驱体溶剂对锡锑中间层的结构和形貌有着显著的影响;以乙二醇与柠檬酸反应制得的聚合前驱体为溶剂制备的锡锑中间层表面致密,锡锑含量相对较高,该中间层的均匀度和平整度明显好于其它3种前驱体。由聚合前驱体中间层制得的Ti/SnO2 Sb2O3/PbO2电极的使用寿命明显提高,但不同中间层前驱体对电极的电催化活性影响不大。     

耐酸非贵金属Ti／MO2阳极SnO2＋Sb2O4中间层研究

采用热分解法制备了非贵金属Sn02＋Sb204中间层Ti基MO2活性层电极，利用SEM，XRD和XPS方法对中间层进行了表征。测定了Ti／SnO2＋Sb2Od／MnO2和Ti／SnO2＋Sb2O4／PbO2电极在硫酸溶液中的析氧极化曲线，二者起始析氧过电位均比贵金属小；考察了在高电流密度（4A／cm^2）下的加速寿命，二者依次分别达到18h和86h。实验表明，SnO2＋Sb2O4是一种具有良好导电性和结合力的耐酸Ti基MO2电极中间层材料。     

钛基PbO2电极上苯酚的电化学氧化

以Ti为基体，通过热分解Pb（NO3）2水溶液制备了Ti／PbO2电极以及含有SnO2＋Sb2O3中间层的Ti／SnO2＋Sb2O3／PbO2电极，并将所制备的电极应用于模拟苯酚废水的电化学氧化降解。结果表明：含有SnO2＋Sb2O3中间层的Ti／SnO2＋Sb2O3／PbO2电极在相同的操作电流密度下，槽电压低于未加中间层的Ti／PbO2电极。以聚合前驱体制得的Ti／SnO2＋Sb2O3／PbO2电极为阳极时，在25℃，电流密度15mA／cm^2下，恒电流电解浓度为2．13×10^-3mol／L的模拟苯酚废水，电解3．0h后，苯酚浓度降为1．67×10^-5mol／L，苯酚去除率达99．2％；电解6．5h后，COD下降率为84.3％。阳极寿命快速检测实验结果表明，添加锡锑中间层后的Ti／SnO2＋Sb2O3／PbO2电极，其寿命显著提高。     

离子液体对PbO2电极性能的影响

目的 提升PbO2电极寿命以及对酚类废水的电氧化催化活性和选择性。方法 分别添加离子液体1-丁基-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐（[BMIM]PF6）和1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐（[Emim]BF4）至Pb(NO3)2溶液中，用阳极电积法制备了有SnO2+Sb2O3中间层的PbO2电极。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、加速寿命实验、线性扫描和循环伏安测试、电氧化降解实验等考察了不同离子液体的电离产物对电极性能的影响，并与采用F-修饰的常规PbO2电极的性能进行了对比。结果 离子液体修饰的PbO2电极晶粒结晶度高，晶面取向发生改变，晶粒大小均一度高，表面平整致密、棱角多，电极有效表面积和活性点增多，且[BMIM]PF6修饰的PbO2优于[Emim]BF4修饰的PbO2。[BMIM]PF6修饰的PbO2和F-修饰的PbO2的加速寿命和电极性能稳定期分别为168.8、162.6 h和101.2、69.8 h，析氧电位分别为1.71 V和1.59 V。循环伏安显示，[BMIM]PF6修饰PbO2氧化峰电位更小，氧化峰电流更大，相同条件下，[BMIM]PF6和F-修饰PbO2对p-NP废水的电氧化降解率和有机碳去除率分别为95.7%、87.1%和85.2%、61.5%，而电解槽槽压分别为3.26 V和3.47 V。结论 离子液体[BMIM]PF6、[Emim]BF4修饰PbO2电极的结晶度、晶粒均一性、致密性增强，电极活性点增多，且由于两种离子液体电离的离子大小不同，导致对电沉积晶粒的空间位阻不同，使得前者强于后者。晶粒形态和组织结构的差异，使得[BMIM]PF6修饰PbO2对酚类废水的电氧化催化活性、选择性和寿命显著增强。     

焦化含酚废水在Ti／PbO2电极上的氧化处理

通过对Ｔｉ／ＳｎＯ２＋Ｓｂ２Ｏ３＋ＭｎＯ２／ＮＯ２阳极在Ｈ２ＳＯ４中的使用寿命和电化学动力学参数的测试，并把该电极用于氧化处理焦化含酚废水，且和铅电极进行了比较研究，结果表明：Ｔｉ／ＳｎＯ２＋Ｓｂ２Ｏ３十ＭｎＯ２／ＰｂＯ２电极在Ｈ２ＳＯ４中具有较长的使用寿命，能使酚的转化率达到９５％并较Ｐｂ电极节电３３％，是一种优良的电化学催化剂。     

Photoelectrocatalytic activity of two antimony doped SnO2 films for oxidation of phenol pollutants

Two types of Sb-doped SnO2 films on titanium substrate were prepared by the combination of electro-deposition and dip-coating (Ti/SnO2-Sb2O4/SnO2-Sb2O4) and single dip-coating (Ti/SnO2-Sb2O4), respectively. The surface morphology and crystalline structure of both film electrodes were characterized using X-ray diffractometry(XRD) and scanning electron microscopy(SEM). XRD spectra indicate that the rutile SnO2 forms in two films and a TiO2 crystallite exists only in Ti/SnO2-Sb2O4 electrode. SEM images show that the surface morphology of two films is typically cracked-mud structure. The photooxidation experiment was proceeded to further confirm the two electrode activity. The results show that the photoelectrocatalytic degradation efficiency of Ti/SnO2-Sb2O4 electrode with sub-layer is higher than that of simple Ti/SnO2-Sb2O4 electrode using phenol as a model organic pollutant. The Ti/SnO2-Sb2O4/SnO2-Sb2O4 photoanode has a better photoelectrochemical performance than Ti/SnO2-Sb2O4 photoanode for the removal of organic pollutants from water.     

Pb3O4层引入对钛基PbO2电极强化寿命的影响

在SnO2-Sb中间层的基础上,通过热分解引入Pb3O4层以提高二氧化铅层与钛基体的结合力,进而达到提高钛基二氧化铅电极寿命的目的。结果表明,Pb3O4层的引入使得钛基二氧化铅电极的强化测试寿命由100.5h提高到970h。根据XRF、XRD及SEM测试结果,详细分析了由于Pb3O4层的引入而提高PbO2电极强化寿命的原因。     

溶胶凝胶法制备Sb掺杂Ti/SnO2 电极及其电催化性能

采用溶胶凝胶法制备了Sb掺杂Ti/SnO2电极,通过XRD,SEM,EDS及电化学测试、氧化物总量测试、加速寿命测试等技术手段,研究了Sb的掺杂对电极结构、形貌、电催化性能、使用寿命的影响。结果表明:Sb的掺入能有效改善电极的表面晶体结构和形貌,降低电极的苯酚氧化电位和液界电阻,提高电极的电催化效率;当制备的溶胶中锡锑比为9∶1时,制得的电极表面形貌平整、致密,稳定性和电催化效果最好。