钛基掺锑二氧化锡电极中间层对其电氧化性能的影响

采用电沉积–热氧化法制备含有中间层的钛基锑掺杂二氧化锡电极。研究了在含Sn和Sb(摩尔比9∶1)的乙醇溶液中电沉积制备的中间层对Ti/SnO2–Sb电极表面形貌、组成、电氧化性能和寿命的影响。有中间层和无中间层的Ti/SnO2–Sb电极表面均有龟裂。与无中间层的Ti/SnO2–Sb电极相比,有中间层的Ti/SnO2–Sb电极表面Ti含量较少,Sb、Sn含量较高。有中间层的Ti/SnO2–Sb电极的析氧电位较高,寿命较长,对甲基橙的降解率为94.1%(仅比无中间层的Ti/SnO2–Sb电极低1.3个百分点。     

Cu_2O/TNTs电极的制备及其光电催化还原CO_2合成甲醇研究

以钛阳极氧化制备的TiO_2纳米管(TNTs)阵列为载体,采用脉冲电沉积法将Cu_2O沉积到TNTs的管壁上,制备了Cu_2O/TNTs电极。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及X射线光电子能谱(XPS)对电极的形貌以及沉积物价态进行了表征。通过循环伏安、光电流-时间曲线测试,研究了沉积电位以及沉积电量对电极光电催化性能的影响。结果表明:脉冲电沉积的沉积物为Cu_2O纳米颗粒。制备的Cu_2O/TNTs电极光电活性及稳定性明显优于Cu_2O/Ti电极。电位-0.5 V(相对于饱和甘汞电极)下脉冲沉积60mC制备的电极对CO_2还原具有较高的光电催化活性。在装有100 m L 0.1 mol/L NaHCO_3溶液的自制密闭反应器中利用Cu_2O/TNTs电极光电催化还原CO_2,合成的产物主要为甲醇,还原5 h后甲醇含量达到6.05 mg/L。     

ZnO@Zn/TiO2三维阵列材料的制备及光电催化性能研究

本研究采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列(TNTs),并通过方波脉冲电沉积法将Zn单质层沉积到TNTs上,经过表面氧化,成功制得具有三维阵列结构的ZnO@Zn/TNTs纳米复合材料.以场发射电子显微镜(FE-SEM)、透射电镜(TEM)、X-射线衍射仪(XRD)等测试手段研究样品的表面形貌、结构和物相组成;借助各种电化学技术探究ZnO@Zn/TNTs的光电化学性能.测试结果表明ZnO@Zn/TNTs光电催化性能好,对亚甲基蓝的降解率达到86％,其光电催化降解速率常数为TNTs的1.65倍.     

基于Ti/SnO2阳极的电化学法降解对硝基苯酚

为探寻硝基芳香族有机污染物的高效降解技术,采用溶胶凝胶法制备了钛基锡系阳极,且掺杂Sb、La等元素对该电极材料进行了改性,并把该系列电极用于电化学处理模拟对硝基苯酚废水。通过SEM和XRD对电极形貌进行表征,分析了元素掺杂改善电极性能的机理,考察了电解条件对电化学降解对硝基苯酚效果的影响,探究了电场因素对电化学体系降解废水的影响机制。通过紫外吸收光谱分析推断了对硝基苯酚在电化学作用下可能的降解历程。研究结果表明：同时掺杂La和Sb的电极降解对硝基苯酚效果最好;在电解电压12 V、极板间距25 mm、pH值为7、电解质浓度0.5 mol/L的条件下电解120 min,对硝基苯酚的降解率可达92.8%,可见应用掺杂La、Sb的Ti/SnO2电极材料的电化学法降解对硝基苯酚优势相当明显。     

改性PbO_2电极的制备参数优化及对苯酚去除性能的研究

采用电沉积的方法制备改性的钛基PbO2电极。通过在降解苯酚过程中改变制备电极的涂刷次数、电沉积温度、制备电极电流密度、电沉积液的性质和表面掺杂其他金属影响因素,来优化制备改性钛基PbO2电极的工艺参数。实验结果表明:底层涂刷2次,电沉积液温度85℃,制备中间层电流密度为8mA/cm2,电沉积2h,制备表层电流密度为6mA/cm2,电沉积2h,电沉积液中加入0.5g/L的NaF,电极表面层掺杂5mmol铋对Ti/β-PbO2电极降解苯酚电催化性能有明显改善,掺杂1.5mmol的钴电极降解苯酚较好,而铁掺杂的Ti/β-PbO2电极没能取得良好的电极稳定性。铋掺杂的Ti/β-PbO2电极对苯酚的去除率达到98.8%。     

钛基二氧化铅电极电催化降解2-氯苯酚

用热解法和电沉积法分别制备了Ti/β-PbO2、Ti/SnO2+Sb2O3/β-PbO2和Ti/α-PbO2/β-PbO2 3种电极,并采用电子扫描电镜、X-射线衍射仪和阳极极化曲线分别对所制备的电极进行了表征,并以2-氯苯酚为目标污染物,考察了3种电极的电催化氧化性能和电极使用寿命.结果表明,中间层对表面活性层的结构形貌和催化活性都有很大影响,其中Ti/α-PbO2/β-PbO2电极析氧电位最高,对2-氯苯酚的去除率可达99.3%,且具有较长的电极使用寿命和较低的槽电压;3种电极对2-氯苯酚降解反应均遵循1级反应动力学规律.     

Fe~(3+)、Ce~(3+)掺杂SnO_2/C/Ti催化电极上苯酚的电化学行为研究

采用溶胶-凝胶法合成Fe3+、Ce3+掺杂SnO2/C胶体,通过Vulcan XC-72炭黑负载制备炭载锡系氧化物电催化剂。经X射线粉末衍射(XRD)考察了催化电极的元素组成,利用循环伏安法(CV)研究苯酚在电极上的氧化降解,考察了不同的掺杂元素、不同的掺杂量、制备工艺等因素对电极催化性能的影响。结果表明:所合成的电催化剂中的金属氧化物的主要相态为金红石型SnO2;Sn系列氧化物电极对苯酚具有一定的催化能力,适量Sb、Ce、V、Yb元素的掺杂有利于电极电化学性能的提高,Sb(2.5%)和Ce(2.5%)双掺的SnO2/C/Ti电极的氧化峰电流最大,苯酚在电极表面氧化时,均会产生一层疏松的钝化膜,苯酚仍可以穿透这层钝化膜继续在电极上氧化。     

4种DSA阳极的制备及其电催化性能比较

制备了Ti/SnO2+Sb2O3, Ti/PbO2, Ti/Fe-PbO2和Ti/SnO2+Sb2O3/Fe-PbO2四种形稳阳极材料,对其表面形貌进行了表征,同时测试了其在H2SO4溶液中的极化曲线. 以苯酚为目标污染物,用其进行了电催化降解实验. 结果表明,Ti/SnO2+Sb2O3/Fe-PbO2电极催化活性最好,苯酚降解率可达95%. 添加锡锑中间层后,Ti/SnO2+Sb2O3/Fe-PbO2电极寿命显著提高,可达16 h. 苯酚在4种阳极上的电催化降解反应遵循一级反应动力学规律.     

电解催化氧化法处理含酚废水技术及机理研究

以聚合前驱体方法制备了Ti/SnO_2平板电极,用SEM和XRD表征了电极表面涂层形貌及结构。以自制Ti/SnO_2电极为阳极,电解催化氧化法处理100 mg/L的含酚废水,试验表明电催化系统能够产生羟基自由基,自制Ti/SnO_2电极具有良好的催化活性和使用寿命。当电流密度为0.01 A/cm2、极板间距为14 mm、初始p H为4,电解催化时间50 min后,出水苯酚去除率几乎为100%。     

IrO_2/TNTs/Ti阳极的制备及其在三价铬电镀中的应用

以钛纳米管阵列(TNTs)为模板,通过热分解法制备IrO_2/TNTs/Ti阳极。采用扫描电镜(SEM)对电极的表面及截面形貌进行分析。通过线性扫描伏安曲线研究电极在三价铬电镀液中的阳极行为,并探究不同热处理温度制备的阳极在不同电流密度下的镀铬电流效率。结果显示,所制阳极表面无裂纹且规整。在镀铬应用中,与传统的石墨电极相比,IrO_2/TNTs/Ti阳极对三价铬的氧化电位明显正移,更有利于析氧反应,阴极电流效率可达到18%。     

新型钛基PbO2阳极电氧化降解 有机污染物的特性研究

用电沉积法制备了PbO2/SnO2+Sb2O3/Ti、Bi-PbO2/SnO2+Sb2O3/Ti、PbO2（超声）/SnO2+Sb2O3/Ti、Bi-PbO2（超声）/SnO2+Sb2O3/Ti等4种二氧化铅电极,用稳态极化曲线表征了它们的电催化性和选择性,分析了电解苯酚废水的处理效果,用加速寿命实验测定了电极寿命,用电子扫描电镜表征了沉积层晶相和形貌。结果表明：掺Bi可以提高电极的电催化性和电氧化苯酚的选择性,超声电沉积可以增大电极比表面积,提高电极的表观催化活性,显著增长电极加速寿命。     

Ti/SnO2-Sb电极的制备及降解罗丹明B的研究

采用高温热氧化法制备Ti/SnO_2-Sb电极,用扫描电子显微镜(SEM)表征电极的形貌,EDX对电极表层各元素组分的相对含量迚行分析。以Ti/SnO_2-Sb电极为阳极,钛网为阴极,对罗丹明B染料模拟废水迚行电催化氧化降解。结果表明,当罗丹明B的初始浓度为100 mg/L,电流密度为10 mA/cm~2,电解质浓度为0.10mol/L,pH=7时,反应30 min罗丹明B脱色率为97.5%,60 min时溶液的COD去除率为70.5%。     

不同金属氧化物膜电极上苯酚的电催化氧化

分别以自制的金属氧化物膜电极Ti/SnO2+Sb2O3、Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2和Ti/SnO2+Sb2O3/RuO2+PbO2为阳极，恒电流电解低浓度苯酚溶液，研究了不同金属氧化物阳极对苯酚电催化氧化过程的影响。实验结果表明：在实验条件下，苯酚溶液在3种金属氧化物膜电极上的电催化氧化过程的宏观动力学符合一级反应动力学规律，但不同金属氧化物阳极上苯酚电催化氧化过程的表观反应速率及电流效率有明显的差异。25℃下苯酚在Ti/SnO2+Sb2O3、Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2和Ti/SnO2+Sb2O3/RuO2+PbO2电极上电催化氧化的表观反应速率常数k分别为6.66×10-2min-1、2.49×10-2min-1和9.76×10-3min-1;瞬时电流效率随电解时间的增长而下降，初始电流效率分别为78.7%、38.9%、13.2%。以Ti/SnO2+Sb2O3电极为阳极电解60 min后，苯酚浓度从初始浓度2.13×10-3mol·L-1降至3.27×10-5mol·L-1，苯酚的转化率达98.5%;而在相同的反应条件下，以Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2和Ti/SnO2+Sb2O3/RuO2+PbO2为阳极时，苯酚的转化率只有82.7%和29.8%。对3种电极在苯酚溶液中的伏安特性的研究表明，Ti/SnO2+Sb2O3电极具有比Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2和Ti/SnO2+Sb2O3/RuO2+PbO2高的析氧电位，因此有利于有机物的氧化和过程电流效率的提高。     

Ti/SnO2-Sb电极的制备及降解亚甲基蓝的研究

采用高温热氧化法制备了Ti/SnO_2-Sb电极,用扫描电子显微镜(SEM)表征了电极的形貌。以Ti/SnO_2-Sb电极为阳极,钛网为阴极,对亚甲基蓝废水进行电催化氧化降解,研究不同因素对亚甲基蓝脱色率的影响,并分析了亚甲基蓝的降解效果。结果表明,当亚甲基蓝的初始浓度为100mg·L~(-1),电流密度为10mA·cm~(-2),电解质浓度为0.10mol·L~(-1),pH=10时,反应30min,亚甲基蓝的脱色率为98.8%,60min时溶液的COD去除率为72.8%。     

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。     

新型多孔Ti/BDD薄膜电极电化学氧化降解低浓度茜素红

运用热丝化学气相沉积（HFCVD）的方法制备了以多孔钛为基体的掺杂硼金刚石（porous Ti/BDD）薄膜电极,并测试了它的主要物理性质,SEM表明金刚石相生长良好并且能均匀地分布在基体表面和孔内,Raman光谱表明电极的金刚石相纯而且质量很高。采用循环伏安法研究了酸性条件下茜素红在多孔Ti/BDD电极上的电氧化行为。通过改变阳极电流密度、支持电解质Na2SO4的浓度来研究茜素红在多孔Ti/BDD电极上的电化学氧化降解的效果影响。结果表明：电流密度40 mA/cm2、支持电解质浓度0.5 mol/L为较理想的工艺参数,总电流效率达到30.2%。在相同条件下,发现多孔Ti/BDD薄膜电极氧化降解茜素红与平板Ti/BDD薄膜电极相比具有更高的电流效率。紫外可见光光谱证实了多孔Ti/BDD电极能够有效地电氧化降解茜素红。     

不同金属氧化物阳极上甲基橙的电化学氧化降解

分别以Ti/SnO2+Sb2O3和Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极为阳极进行甲基橙的电化学氧化,研究了两种金属氧化物阳极上甲基橙氧化降解过程的反应速率、电流效率及COD的变化.结果表明,两种金属氧化物阳极都能有效氧化降解甲基橙,氧化反应符合一级反应动力学规律,在Ti/SnO2+Sb2O3和Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极上甲基橙氧化降解过程的表观速率常数分别为0.148和2.43×10-2 min-1. 以Ti/SnO2+Sb2O3为阳极电解30 min,甲基橙的浓度从初始时的0.305 mmol/L降至4.89×10-3 mmol/L,甲基橙的转化率达98.4%;在Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极上,相同电解时间下甲基橙的浓度只降至0.14 mmol/L,转化率为55.0%. 对不同电极上甲基橙电化学氧化过程电流效率的研究表明,Ti/SnO2+Sb2O3电极的电流效率明显高于Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极. Ti/SnO2+Sb2O3电极的反应速率大、电流效率高主要源于其较高的析氧电位.     

Ti/IrO2-Ta2O5阳极电催化氧化法处理含酚废水

采用新型的钛基金属氧化物涂层电极(Ti/IrO2–Ta2O5)作为阳极,石墨作为阴极对含酚模拟废水进行电催化氧化降解实验。当电解条件为电压U=9.0V;电流I=2.5A;板间距d=3.0cm;电解质NaCl浓度20.0g·L-1,初始pH=7.0时,初始浓度为1000mg·L-1苯酚模拟废水电解90min后,处理效果较理想,其中电流和电解质浓度为主要影响因子。Ti/IrO2–Ta2O5阳极电催化氧化降解苯酚的过程符合一级反应动力学。     

聚苯胺中间层改性Ti/PbO2电极的制备及其降解性能

引入导电聚合物聚苯胺膜（PANI，polyaniline）对Ti/PbO₂电极进行改性，采用两步电沉积法成功制备出Ti/PANI/PbO₂电极。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射(XRD)、线性伏安扫描(LSV)和交流阻抗(EIS)对制备的电极进行表征，以甲基橙为目标污染物，探讨了PANI的沉积时间对电极性能的影响，并研究了Ti/PANI/PbO₂电极对罗丹明B和4-硝基苯酚的降解性能。结果表明，PANI的引入未影响活性层PbO₂的晶相结构和形貌特征，但显著提高了电极的析氧电位，Ti/PANI/PbO₂的析氧电位可达3.43V。当PANI聚合时间为30min时，电极Ti/PANI-30/PbO₂的电化学性能和电催化降解效果最佳。在电流密度为30mA/cm²、污染物初始浓度为50mg/L、Na₂SO₄浓度为0.1mol/L的实验条件下，反应120min后，Ti/PANI-30/PbO₂对甲基橙、罗丹明B和4-硝基苯酚的去除率分别为99.8%、99.9%和94.0%。     

用钛基锑-锡氧化物涂层电极研究橙黄G的电化学降解第一部分——电极的制备及电化学性能

采用刷涂热分解法制备了Ti/Sb–SnO2电极,采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和电化学测量技术(包括线性扫描伏安曲线、循环伏安曲线和计时电位曲线)对所制备电极的微观形貌、元素组成、物相组成和电化学性能进行了分析。结果表明:Ti基体表面为蜂窝状结构,而Ti/Sb–SnO2电极表面形成了SnO2晶胞,电极表面活性层的催化性能明显提高。