Pd、Ru / Ti催化电极超声电催化降解废水中苯酚的研究

介绍了超声电催化降解废水中苯酚及用Pd、Ru制作催化电极的方法,并用SEM和XPS测试了电极表面结构,研究了pH值、电压、处理时间、电解质等因素对苯酚降解率、COD(化学需氧量)去除率的影响.实验结果表明以Pd、Ru为催化材料,采用超声电催化降解,苯酚降解率可达100%,COD去除率＞90%.     

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%。     

离子液体[Emim]BF_4改性二氧化铅电极的制备与表征（英文）

采用电沉积法制备了离子液体[Emim]BF_4改性PbO_2电极。通过电化学氧化降解苯酚实验对电极催化性能进行了考察,发现苯酚模拟废水的COD去除率符合一级反应动力学,[Emim]BF_4改性PbO_2电极的速率常数为0.007 39 min~(-1),明显高于未改性PbO_2电极的速率常数0.003 83 min~(-1)。采用SEM、XRD、XPS对电极表面结构进行表征。结果显示,[Emim]BF_4改性钛基PbO_2涂层表面致密规整、结晶度高、晶格氧含量高。通过莫特-肖特基曲线、稳态极化和线性扫描伏安法考察了电极的电化学性质。结果表明,改性电极表面氧空位含量相比未改性电极大大降低,改性电极的析氧过电位相比未改性电极有明显提高。通过与未改性电极结构和电化学性质的对比研究,得出改性电极催化活性的提高主要是由于其氧空位含量较低,从而降低了氧化物电极表面羟基自由基(·OH)向晶格氧(O_(lat))转移的发生率。     

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。     

锡锑中间层的铕掺杂量对 Ti / PbO2电极性能的影响

采用涂层热解法在Ti基体表面制备不同掺杂量的铕掺杂锡锑中间层,并在锡锑中间层的表面电镀上PbO2。对所制备的电极作LSV曲线,研究了电极的电化学性能;以对硝基苯酚为目标有机物,考察了电极的电催化活性;采用SEM,XRD等分析方法表征了电极中间层的形态、元素组成和结构组成,据此分析了电极的性质。结果表明,铕掺杂量对电极的各项性能有较大影响,制备电极时以n(Sn)∶n(Sb)∶n(Eu)=1∶0.1∶0.01为佳,该掺杂量下得到的电极析氧电位和电催化能力较高,表面涂层结构和覆盖度较好,电化学寿命达78.6 h。     

Pt·IrO_2/TiO_2阳极材料之研究

研究了铱含量、热分解温度等因素对电解制备次氯酸盐用铂铱钛阳极的涂层结构和电极性能的影响。结果表明,当电极涂层为Pt·IrO_2混合结构时,其催化性和抗腐蚀性明显地优于不含铱的纯铂涂层。室温下,用10A/dm~2的电流电解5％NaCl溶液,测得Pt·IrO_2阳极电解初始的析氯电位为1.03V,运行800h后为1.24V,且极化曲线继续持平,而在同一条件下,铂涂层电极只运行560h,电位已由开始的1.35V升至1.80V。     

TiO2-SnO2复合电极的制备及性能

以钛酸丁酯为先驱体、无水乙醇为溶剂、二乙醇胺为鳌合剂,采用溶胶-凝胶浸渍提升法制备钛基TiO2-SnO2复合电极.借助于含油废水化学需氧量(COD)的去除效果和紫外吸收光谱考察了电极的电催化氧化能力.并采用SEM、XRD和EDX等表征方法分析了Sn的掺杂对所制备电极表面形貌、涂层晶体结构和电极表层的元素组成的影响,通过电化学线性伏安扫描测定了其析氧电位,分析了电极结构与电催化特性之间的关系.结果表明,当热处理温度为500℃时,所制备电极的涂层中TiO2主要为锐钛矿型,掺杂适量Sn后,电极的表面变得更加平滑、致密,涂层表面晶粒明显细化.当Sn的摩尔掺杂比为n(Ti):n(Sn)=100:10时,复合氧化物涂层电极的电催化性能最好,电极的析氧电位为2.1 V,此电极处理含油废水60 min时,COD去除率达到了87.5%,较未添加Sn的电极相比对COD的去除率提高了26.7%,这说明掺杂适量的Sn提高了电极的催化性能.     

花状形貌TiO2-NTs@Sb-SnO2电极的脉冲电沉积法制备及电催化性能研究

目的通过引入TiO_2纳米管中间层,增加表面活性层与基体的接触和活性物质的负载量,提高电极的稳定性。通过表观形貌构建,增加电极的活性比表面积,提高Sb-SnO_2电极的电催化性能。方法采用TiO_2纳米管阵列(TiO_2-NTs)作中间层,通过两阶段脉冲电沉积法,构建了新型多层次花状形貌的Sb-SnO_2电极。通过调整脉冲信号,实现对电极形貌的控制。结果通过阳极氧化法,在Ti基体表面得到了均一的TiO_2纳米管阵列结构。在电极制备过程中,采用反向脉冲电沉积(8 ms,833 m A/cm2;2 ms,-833 m A/cm2;0.99 s,0 A),得到了均匀的管套管结构,继而得到了TiO_2-NTs@Sb-SnO_2的致密层。通过施加脉冲信号(5 ms,200m A/cm2;195 ms,0 m A/cm2),获得了花状形貌。电化学测试显示,电极的析氧电位达到2 V(vs.SCE),苯酚氧化峰出现在1.7 V左右,电极的电荷传递阻抗为50.4?,加速寿命结果可达到39 h。电化学苯酚降解测试显示,4 h电化学降解后,TiO_2-NTs@Sb-SnO_2电极对苯酚的去除率达到97%,苯酚降解的一级动力学速率常数为14.9×10-3 min-1。结论脉冲电沉积制备的电极具有良好的稳定性和良好的苯酚电催化去除性能。     

表面活性剂辅助制备钛阳极的电化学性能

用阳离子表面活性剂(CTAB)作为阳极氧化物涂层生长模板剂,用热分解法制备出30% RuO₂-70% TiO₂/Ti涂层电极。用计时电位、循环伏安方法分析CTAB用量对涂层电催化性能的影响。结果表明：CTAB 在降低析氯电位,提高电极电催化活性上具有显著的效果。表面活性剂CTAB所起的作用主要可以归结为两个方面,一方面用表面活性剂为模板剂使制备的阳极涂层具有高比表面积和多孔性结构,增大涂层的真实表面积;另一方面,CTAB辅助所制备的电极涂层具有高密度的缺陷结构,使涂层的催化活性位密度增大。     

离子液体[Emim]BF4改性二氧化铅电极的制备与表征

采用电沉积法制备了离子液体[Emim]BF₄改性PbO₂电极. 通过电化学氧化降解苯酚实验对电极催化性能进行了考察, 发现苯酚模拟废水的COD去除率符合一级反应动力学, [Emim]BF₄改性PbO₂电极的速率常数为0.00739 min_-1, 明显高于未改性PbO₂电极的速率常数0.00383 min_-1. 通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对电极表面结构进行表征. 结果显示, 在加有离子液体[Emim]BF₄的电积溶液中沉积得到的钛基PbO₂涂层表面致密规整、结晶度高、晶格氧含量高. 通过莫特-肖特基(Mott-Schottky)曲线、稳态极化和线性扫描伏安法(LSV)考察了电极的电化学性质. 稳态极化实验表明改性电极的析氧过电位相比未改性电极有明显提高, 对莫特-肖特基曲线的分析表明, 改性电极表面氧空位含量相比未改性电极有很大降低. 通过与未改性电极结构和电化学性质的对比研究, 得出改性电极催化活性的提高主要是由于其氧空位含量较低, 从而降低了氧化物电极表面发生羟基自由基(?OH)向晶格氧(O_lat)转移的发生率.     

Electro-catalytic degradation properties of Ti/SnO<Subscript>2</Subscript>–Sb electrodes doped with different rare earths

Ti/SnO₂–Sb electrode has a good effect on the removal of organic pollutants. But its short service life limits its large-scale application in industry. Electro-catalytic degradation performances and service life of the electrode can be significantly improved by doping rare earth (RE) ions into the oxide coating of Ti/SnO₂–Sb electrode. Ti/SnO₂–Sb electrodes doped with different RE elements (Ce, Dy, La, and Eu) were prepared by the thermal decomposition method at 550 °C. Electro-catalytic degradation performances of electrodes doped with different RE elements were evaluated by linear sweep voltammetry (LSV) and Tafel curves. During the electrolysis, the conversion of p-nitrophenol was performed with these electrodes as anodes under galvanostatic control. The structures and morphologies of the surface coating of the electrodes were characterized by scanning electron microscope (SEM). The results demonstrate that the electro-catalytic degradation performances of Ti/SnO₂–Sb electrodes are improved to different levels by doping different RE ions. Improved Ti/SnO₂–Sb electrodes by the introduction of different RE have higher oxygen evolution potential, better electro-catalysis ability, better coverage, and longer electrode life.     

Preparation of Sb Doped Nano SnO2/Porous Ti Electrode and Its Degradation of Methylene Orange

利用热分解方法在多孔钛上制备了Sb掺杂纳米SnO2电极。也研究了该电极降解甲基橙的电化学性能。SEM和XRD测试表明,在多孔钛基体上可获得完整的、无裂缝的涂层。无裂缝的涂层表面由粒径范围在80~230 nm的Sb掺杂SnO2纳米颗粒组成。HRTEM测试结果表明,SnO2纳米颗粒由5~6 nm细小颗粒构成。在其余条件相同的情况下,强化寿命试验表明,Sb掺杂纳米SnO2 /多孔Ti电极的寿命远大于致密钛基体上的电极。Sb掺杂纳米SnO2 /多孔Ti电极可将浓度为100 mg/L的甲基橙溶液降解到8 mg/L,显示出该电极具有很强的有机物污染物电催化降解能力。并指出采用简单的表面处理技术,将使多孔钛具有很高的潜力被应用到有机污水降解领域     

X-TiO2(X=Ce,Bi)粉体的光电催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备出纳米X- TiO2(X=Ce,Bi)粉体,并用XRD、UV-Vis DRS对其进行表征,以500W氙灯模拟太阳光,考察改性TiO2粉体的可见光催化活性.采用涂覆法制备出改性TiO2电极,以300W高压汞灯为侧光源,考察了电极的光电催化性能.实验结果表明:改性TiO2粉体均为锐钛矿型晶相,Ce和Bi的加入不同程度地提高了TiO2在可见光区的吸光强度,Bi和Ce最佳摩尔掺杂量均为0.04％.3种电极光电催化性能先后排序为:TiO2电极＜0.04％Bi-TiO2电极＜0.04％Ce-TiO2电极,循环伏安曲线分析表明,金属离子的掺杂提高了TiO2电极的电催化活性,且Ce的掺杂对电极电催化活性的影响大于Bi.HPLC分析表明,金属离子掺杂使得苯环开环加速,促进了苯酚的氧化过程.     

RuOx-PdO/Ti电极上活性氯的生成及甲基橙模拟废水降解研究

以钛基RuOx-PdO为阳极,钛网为阴极,Na2SO4和NaCl为支持电解质,研究了NaCl质量浓度、电流密度和pH对活性氯生成的影响及活性氯的生成与甲基橙模拟废水降解之间的关系.实验发现,以Na2SO4为支持电解质时,甲基橙模拟废水的有限降解是该阳极直接电催化氧化作用的结果.NaCl质量浓度和电流密度对活性氯的生成有明显的影响,酸性溶液中活性氯的生成量直接决定了甲基橙模拟废水的脱色程度,两者之间呈现较好的线性关系,碱性条件下不仅不利于活性氯的生成而且活性氯物种对甲基橙模拟废水的降解基本不起作用.     

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。     

稀土Ce掺杂Ti/Sb-SnO2电极的电化学性能及应用

采用热分解法制备Ti/Sb-SnO2电极和Ti/Sb-SnO2/Ce电极,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和电化学实验技术对电极的表面形貌、物相组成和电化学性能进行表征。结果表明:Ti/Sb-SnO2电极表面形成了SnO2晶胞,经稀土Ce改性后SnO2晶粒明显细化,SnO2衍射峰强度变强且峰形宽化。Ti/Sb-SnO2/Ce电极峰电流值最大、表面稳定性增强和催化活性明显提高。在最佳工艺条件下,Ti、Ti/Sb-SnO2和Ti/Sb-SnO2/Ce电极对橙黄G目标污染物的去除率分别为46.6%、61.9%和94.9%,且降解过程均符合一级反应动力学模型,速率常数分别为0.0289、0.0633、0.1971min-1,Ti/Sb-SnO2/Ce电极的速率常数分别是Ti/Sb-SnO2电极的3倍,Ti电极的7倍,表明在电极表面涂层中掺杂稀土元素Ce可有效提高电极的性能。     

十二烷基硫酸钠对IrO2-Ta2O5/SnO2- Sb-Mn/Ti电极电催化性能影响

采用涂刷-热分解法制备不同浓度阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）的IrO2-Ta2O5/SnO2- Sb-MnO2/Ti电极,通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对其微观形貌及物相组成进行分析;应用循环伏安、极化等测试手段,表征制备电极的电催化活性.结果表明,适量添加十二烷基硫酸钠能够改善IrO2-Ta2O5/SnO2-Sb-Mn/Ti电极的微观形貌,提高电催化活性.在本实验条件下,SDS最佳添加量是1.6 g/L,结晶化度高达99.83%.利用苯酚电催化降解实验和强化寿命测试进一步考察所制电极的电催化活性与稳定性,结果显示,在电流密度15 mA/cm2条件下电解180 min,SDS的加入使苯酚去除率由原来的68.5%提高到79.2%.COD去除率由60.1%提高到 67.5%,电催化性能得到提升,电极强化寿命由52 h延长至68 h.     

PbO_2/Ti电极在不同盐份海水中的电化学行为和应用

测定了 PbO_2/Ti 电极在10%海水、天然海水、0.5NNa_2SO_4和5MNaCl 溶液中,温度25℃时的阳极极化曲线。在高电流密度范围内,它比 Pt/Ti 电极具有较低的氯和氧的过电位。该电极在上述介质中的消耗率比 Pt/Ti 阳极大,但远小于 Pb～2%Ag 阳极。这种电极已应用于阴极保护系统和次氯酸钠发生器中。     

EFFECT OF SnO_2 ADDITION ON THE SERVICE LIFE AND ELECTROCHEMICAL PROPERTIES OF Ti/IrO_2,+Ta_2O_5 ANODES IN PHENOLSULFONIC ACID SOLUTION

1. IntroductionSince the discovery more than 30 years ago[1] t Ti based oxide anodes with various mixtures have been applied in different electrochemical fields. Amollg that, RllOZ TiOZ hasbeen successfully used in chlor-alkali indllstry[2] 9 and Ti/IrOZ TaZOS allode was generallyverified as the best binary mixture for oxygen evolution in acid media due to its goodelectrocatalytic activity and high durability[3--5]. However, in an extreme electrolyte, thesuitability of this anode is doub…