负载Sb掺杂SnO2瓷环粒子电极的制备及电催化性能

通过浸渍法制备负载Sb掺杂SnO2的石英微孔瓷环粒子电极.采用扫描电子显微镜、能量色散X射线能谱和X射线衍射对粒子电极的形貌及晶相组成进行表征;以除草剂废水为研究对象,优化了粒子电极的催化反应参数.结果表明:所制备的粒子电极表面负载了Sb掺杂SnO2晶体,并且孔径增大,有利于电解液的传质,因而提高了电催化氧化反应的效率...     

氧化铝粒子电极改性的研究

运用浸渍烧结法制备了以Sn氧化物为负载物质的粒子电极,并应用于三维电极法处理模拟甲基橙废水研究,采用正交测试设计确定了粒子电极负载氧化物的最佳制备条件和主要影响因素。结果表明：当焙烧温度为550℃、焙烧时间为6 h、浸渍液为四氯化锡0.1 mol·L^-1、浸渍时间为6 h时,染废水效果最好,COD去除率达到60.18%,染料去除率达到80.38%,表明体系降解甲基橙废水性能良好。     

PbO2电极在电催化氧化领域中的应用

电催化氧化技术在废水处理方面拥有反应条件温和、自动化控制、稳定性好、降解迅速、无二次污染等优势,因而成为最有前景的废水处理技术之一。PbO₂电极因其制备简易、析氧电位高、导电性好、耐腐蚀强等特点在电催化领域备受青睐。PbO₂电极在制备过程中往往通过掺杂元素等手段来提高电极的电催化活性,以此来达到更高效的降解污染物。总结了近年来PbO₂电极的制备,重点讨论元素掺杂研究进展,整理不同元素对PbO₂电极的电催化性能改变,并且提出PbO₂电极在未来研究过程中的挑战及机遇。     

NiCo2O4/Ni复合电极的制备及电催化性能研究

采用共沉降法制备了以Ni为载体的NiCo2O4/Ni的电催化剂,分别用TG、XRD、SEM对NiCo2O4粉末的结构和形貌进行了表征,研究了不同温度下NiCo2O4/Ni复合电极在碱性水溶液中的催化性能.结果表明,热处理温度对NiCo2O4粉末的结构、电催化性能有重要的影响,当热处理温度为300%时NiCo2O4/Ni...     

多孔陶瓷粒子电极电催化氧化降解2-氨基吡啶

采用以CuO-ZnO/多孔陶瓷粒子电极构建的三维电催化氧化反应器降解2-氨基吡啶,考察了初始pH值、槽电压、电解质投加量和曝气流速对降解效果的影响和反应的电流效率,并通过检测2-氨基吡啶降解过程中几种含氮产物,分析了2-氨基吡啶的降解过程。结果表明：酸性条件和碱性条件比中性条件更有利于2-氨基吡啶的降解,在初始pH值为8.4、槽电压为15 V、支持电解质用量为30 g/L、曝气流速为40 L/h的条件下,处理150 min,2-氨基吡啶和COD的去除率可分别达到83.98%和74.44%,粒子电极可以显著提高电流效率。2-氨基吡啶降解过程分析表明：在电催化条件下,N2和NO3?-N是2-氨基吡啶主要含氮矿化产物,且2-氨基吡啶的开环转化和矿化可以同步进行。     

Mn-Sn-Sb/γ-Al2O3粒子电极对苯酚的降解特性

研制了复合氧化物负载型Mn-Sn-Sb/γ-Al₂O₃粒子电极并填充于主阴阳极之间,实现了三维电催化氧化反应,并采用XRD、SEM对粒子电极进行了表征.结果表明,该粒子电极对目标污染物苯酚显示了良好的电催化活性和稳定性,在相同反应条件下,不加粒子电极的二维电解时苯酚的降解率为55.6%,而三维电催化氧化过程中降解率为90.8%,大大提高了苯酚去除效果.研究苯酚降解的动力学规律表明,苯酚降解符合表观一级反应动力学规律.利用GC-MS分析了苯酚降解主要中间产物为异丁酸、丙二酸、对苯醌、丁烯酸、乙二酸、顺丁烯二酸、丁二酸、邻苯二酚、对苯二酚及间苯二酚等,并据此推测了苯酚电催化氧化的可能反应途径.     

粒子电极对垃圾渗滤液的电催化降解

用自制负载型CuO-CeO2/γ-Al2O3粒子和活性炭颗粒作混合填料,利用三维电化学体系处理垃圾渗滤液.考察了槽电压、pH、气体流量和极间距等因素对渗滤液降解的影响.结果表明,该体系对渗滤液具有较好的催化降解效果.当槽电压为15.0V、pH为中性、气体流量为0.08m3/h、极间距为3.0cm时,垃圾渗滤液COD和NH3-N的去除率分别达到92.9%和94.7%.采用紫外-可见光谱对反应中间产物进行定性分析,探讨体系电催化氧化反应机理.     

(NH4)2S2O8/AC氧化改性电极材料的制备及性能表征

以煤质活性炭(AC)为研究对象,通过(NH₄)₂S₂O₈氧化改性提高其电吸附性能。将活性炭材料制备成电极并在电容去离子技术(EST)下进行实验,对改性前后活性炭的表面形貌、表面官能团、孔结构变化进行对比分析。结果表明,活性炭经过1.5 mol/L的(NH₄)₂S₂O₈改性后比电容最大;改性后的活性炭电极比电容增大,改性后相比改性前孔容、平均孔径均下降;改性后的材料表面光滑、杂质较少、孔隙结构发达、含氧官能团增多;利用单因素和Box-Behnken响应面法得到改性后材料制备的最佳工艺为：1.59 g的AC在54.22℃下氧化改性4.93 h,电极比电容为259.850 F/g,改性后电极的CV曲线证明由于其含有赝电容从而使电化学性能得到提高。     

聚乙二醇改性不锈钢基PbO2电极的制备及性能研究

为了获得电催化性能优良的阳极材料,采用电沉积法制备了不锈钢基聚乙二醇(PEG)改性PbO2电极,通过SEM比较了电极改性前后的形貌变化,通过析氧曲线、Tafel曲线和循环伏安曲线的测量考察了电极材料的催化活性、耐蚀性能。结果表明:经PEG改性的PbO2电极表面平整致密,有较好的电化学性能,有利于难降解苯酚溶液的电催化氧化降解。     

Ti/SnO2-Sb/PbO2-La电极对3种新污染物的电催化氧化去除研究

采用溶胶-凝胶法和电化学沉积法制备了3种形稳态电极,并通过形貌结构和电化学性质的表征,以及降解动力学实验筛选出性能最优的Ti/SnO₂-Sb/PbO₂-La电极材料。新污染物的降解速率和羟基自由基表观产率与电流密度呈正相关,并且总有机碳去除率均达到89%以上。Cl^-、HCO^-₃和腐殖酸对新污染物降解呈现不同程度的抑制作用。此外,基于恩诺沙星中间产物的鉴定和密度泛函理论计算推测了其两条降解路径,并且对中间产物的生物安全性进行了评价,结果显示污染物的可生物降解性有效提高,同时生物富集性和生物毒性显著降低。结果表明以Ti/SnO₂-Sb/PbO₂-La为阳极的电催化氧化技术对新污染物具有高效降解和脱毒能力。     

Pt/PAn/GC电极的制备及对甲酸电催化氧化性能的研究

利用循环伏安法电聚合导电高分子聚苯胺，并制备了Pt／PAn／GC电极和Pt／GC电极，优化了苯胺在玻碳电极上的聚合条件，用在H2SO4中的循环伏安曲线对其进行了表征，Pt／PAn／GC电极的制备提高了Pt的分散度，增加了催化剂Pt的利用率。实验结果表明Pt／PAn／GC电极对甲酸电氧化的催化活性明显高于Pt／GC电极和Pt电极，正向扫描和反向扫描时对应的氧化峰电位分别是0．68V、0．45V。峰电流为54．23mA／cm^2和84．23mA／cm^2，为Pt／GC电极的修饰电极1．7倍和1．9倍，为Pt片电极的3．8倍和4．9倍，有效地提高了铂微粒的催化活性，并得到聚合苯胺的最佳条件为扫描速度50mV／s、扫描上限1．2V。     

环丙沙星调控制备γ-Al2O3/SiO2及吸附机制研究

采用环丙沙星(CIP)生物矿化调控制备γ-Al₂O₃/SiO₂吸附剂,研究所制备吸附剂的形貌与微结构变化及对CIP的吸附作用机制。在浸渍法制备γ-Al₂O₃/SiO₂的过程中,采用不同浓度的CIP调控γ-Al₂O₃/SiO₂的形貌与微结构。结果表明,采用0.1 mg/L CIP调控制备的吸附剂表面活性位密度(N_t)由6.68×10^-4 mol/g增加到7.48×10^-4 mol/g,平衡吸附量由8.60 mg/g增加到9.30 mg/g。pH=7.0时平衡吸附量最大,此时CIP 98%以分子形态存在、吸附剂表面形态98%为≡AlOH。从两者之间的分子形态作用结合傅氏转换红外线光谱(FTIR)分析,推测吸附作用机制是γ-Al₂O₃/SiO₂表面的≡AlOH与CIP...     

平板α-Al2O3陶瓷微滤膜的制备与表征

采用固态粒子烧结法和浸拉提渍工艺研制出α-Al2O3平板式陶瓷微滤膜,探讨涂膜液中固含量对膜孔径及纯水通量的影响,并研究涂层工艺及烧成制度对膜形成的作用。同时对微滤膜的孔径大小及分布,膜孔隙率、纯水通量及抗弯强度等性能进行表征。实验结果表明,制备出平均孔径为0.7μm的平板陶瓷膜,其具有表面性质连续完整、孔径分布窄以及机械强度大的特点。     

新型Bi2O3/石英柱粒子电极对甲基橙的降解研究

通过浸渍焙烧法制备了Bi2O3/石英柱粒子电极,分别采用了扫描电子显微镜、能量色散X射线能谱和X射线衍射等表征手段对粒子电极的形貌、晶相和组成进行了表征。通过对甲基橙的降解,证明了粒子电极的电催化活性并优化了粒子电极反应参数。结果表明,氧化铋成功地负载在石英柱表面,且表明了三斜相的氧化铋具有良好的电催化性能;在电解电压为9V,粒子投加量为15g,初始质量浓度为200mg/L,电解质浓度为1g/L,曝气量为8L/min,处理120min后,对甲基橙的去除率可以达到95%,能耗为7.8kWh/kg(以COD计),明显优于二维电极体系,且经过5次重复使用后,粒子电极依然具有良好的电催化性能。     

Ti/TiO_2/Pd纳米电极的制备和电催化性能

采用阳极氧化法在纯钛表面生成结构高度有序的二氧化钛纳米管阵列,并通过室温固相反应制备了钯纳米颗粒。采用自组装方法将钯纳米颗粒修饰到Ti/TiO2表面制备了Ti/TiO2/Pd纳米电极。利用电子扫描显微镜、X-射线衍射分析二氧化钛纳米管、钯纳米颗粒和纳米电极的微观结构和表面形貌,并研究了Ti/TiO2/Pd纳米电极对甲醇的电催化性能。结果表明,TiO2纳米管排列整齐有序,Ti/TiO2/Pd电极中Pd纳米颗粒均匀分散在TiO2纳米管表面。电化学测试结果表明,Ti/TiO2/Pd纳米电极对甲醇的电催化氧化过程具有很好的电催化活性。     

不锈钢基PbO2电极电催化氧化降解甲基橙性能的研究

本研究以自制的不锈钢基PbO2电极对25mg·L^-1的甲基橙溶液进行电催化氧化降解。考察了电流密度、支持电解质浓度、溶液pH值、温度等因素对甲基橙脱色率的影响,确定了电催化氧化甲基橙的最佳反应条件,即电流密度为50mA/cm^2,支持电解质Na2SO4的浓度为0．04mol·L^-1,降解20min后,甲基橙脱色率可达到90％以上。本研究还对几种不同印染废水进行了电催化氧化降解,结果表明,不锈钢基PbO2电极对不同的印染废水均有较好的脱色效果。     

N-Mn-TiO2/AC粒子电极的制备及其降解性能研究

以传统活性炭(AC)粒子电极为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO₂/AC粒子电极以及掺N、掺Mn、N-Mn共掺杂改性的TiO₂/AC粒子电极,并将几种粒子电极应用于三维光电系统,考察其对实际印染废水的处理性能。XRD表征结果表明,TiO₂成功负载于AC表面且以锐钛矿晶型为主,N元素并未取代晶格氧,而是进入TiO₂晶格间隙,加快了电荷转移,Mn元素则以间隙掺杂形式进入TiO₂晶格,加快了光生空穴(h+)的转移;SEM、EDS和FT-IR结果显示,相比TiO₂/AC粒子电极,N-Mn-TiO₂/AC粒子电极比表面积显著增大,含氧官能团明显增加;印染废水降解实验结果表明,当实际印染废水中COD、NH₄⁺-N、TN分别为1 600～1 800、25～40、40～60 mg/L时,N-Mn-TiO₂/AC三维光电体系对COD、NH₄⁺-N...     

Ce-PbO2电极的制备及对苯磺酰胺的电催化降解

采用共沉积法制备了铈改性二氧化铅电极,利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)对电极表面微观结构和形貌进行了表征,同时测试了电极的电化学性能和电催化性能。结果表明：Ce-PbO₂电极表面结构致密,平均晶粒尺寸为17.83 nm,析氧过电位1.62 V(vs. SCE),强化寿命可达74 h。在苯磺酰胺初始浓度50 mg·L^-1,电流密度40 mA·cm^-2,pH为6的条件下降解120 min后苯磺酰胺模拟废水的去除率为97.68%,化学需氧量(COD)去除率为62.45%。在40 mA·cm^-2的条件下对实际磺胺类废水处理4 h,COD去除率可达75.36%。     

CuO/γ-Al2O3/SiO2催化剂制备及其苯酚废水催化降解性能

以拟薄水铝石、SiO₂微球颗粒和纳米CuO为原料,经有机溶剂分散粘结、相转化和焙烧成型制备了CuO/γ-Al₂O₃/SiO₂负载型催化剂。采用SEM,XRD,BET和ICP对负载型催化剂进行表征和组成分析。在不同浓度、pH、温度和盐浓度下,测试了负载型催化剂对废水中难降解酚类物质的催化氧化效果。经60℃下2 h催化氧化处理后,100 mg/L COD的苯酚降解率可达81.79%,出水COD低至19.00 mg/L,因而可应用难降解废水处理。