钛基SnO2纳米涂层电催化电极的制备及性能研究

为提高Ti/SnO2电极的电催化性能,采用溶胶-凝胶法,并结合高温热处理工艺制备了钛基SnO2纳米涂层电催化电极.以苯酚为目标污染物,考察了所制备电极的电催化性能,并采用XRD、SEM、XPS等方法研究了制备的SnO2纳米涂层电极的表面形貌、晶粒粒径、元素组成和表面元素的化学环境等.研究结果表明:由于纳米涂层具有较大的比表面积,使得所制备电极的性能较非纳米涂层的钛基二氧化锡电极大为提高,完全降解等量苯酚所需时间减少了33.3%.电极表面主要是四方相金红石结构的SnO2晶体,粒径在10 nm以下.     

改性SnO2电极的制备及电催化性能研究

为了研究3种掺Sb、掺Ru和掺Ru、Ce钛基SnO2电极的性能,以热分解法制备了改性钛基SnO2电极.利用扫描电镜和X射线衍射分析方法表征了电极的表面形貌和晶体结构,通过加速寿命实验考察电极的使用寿命,并以邻硝基苯酚为目标有机物,考察了电极的电催化性能.实验结果表明:Ru和Ce的掺杂减小了晶体颗粒的尺寸;Ti/Ru-Ce-SnO2电极的使用寿命远远高于Ti/Sb-SnO2电极;用Ti/Sb-SnO2电极电催化氧化降解ONP时,溶液中的COD去除率是最高的(80.3%),比Ti/Ru-Ce-SnO2电极的去除率(78%)略高;Ti/Sb-SnO2电极对ONP的去除速率是最快的,同时Ti/Ru-Ce-SnO2电极对ONP的去除速率与前者相比相差不大.因此,Ti/Ru-Ce-SnO2具有较高的电催化性能和高的使用寿命,综合分析认为Ti/Ru-Ce-SnO2电极具有更好的应用前景.     

Sb掺杂钛基SnO2电极的制备、表征及其电催化性能研究

采用电沉积 热氧化法制备了含有中间层的Sb掺杂钛基SnO2 电催化电极(Ti/SnO2),采用SEM、EDX以及 XRD 等检测方法对所制备电极的表面形貌、元素组成及结构进行分析,并以苯酚为目标有机物,研究所制备电极对有机污染物的电催化降解能力。研究结果表明所制备 Ti/SnO2 电极可在较短时间内将苯酚彻底降解,其较大的真实表面积以及电极中间层的存在是所制备电极性能提高的重要原因。阳极极化曲线扫描(LSV)的分析结果表明所制备的 Ti/SnO2电极具有较高的阳极析氧电位,有利于有机物的阳极氧化降解。     

含Mn中间层提高钛基SnO2电催化电极的稳定性

采用浸渍法和溶胶-凝胶法分别制备了含Mn中间层和SnO_2表面催化层,并结合高温热氧化工艺制备了Ti/SnO_2和Ti/MnOx/SnO_2电催化电极.采用SEM、EDS和XPS等方法对两种电极进行了表征,使用大电流加速寿命实验详细研究了涂层的表面形貌、元素组成和化学态对两种电极稳定性的影响.结果表明:Ti/MnOx/SnO_2电极的稳定性是Ti/SnO_2电极的4.8倍,涂层使电极的稳定性显著提高.致密的涂层和较多的晶格氧能有效减少或阻止阳极的腐蚀,是电极稳定性提高的主要原因.     

Fe掺杂钛基SnO2/Sb电催化电极的制备及表征

为了改进钛基SnO2/Sb电极的电催化性能,采用高温热氧化法制备了Fe掺杂钛基SnO2/Sb 电极.采用SEM、EDX以及XRD等方法对所制备电极的表面形貌、元素组成及结构进行分析,并以苯酚为目标有机物,研究了所制备电极对有机污染物的电催化降解能力.结果表明,适量Fe的掺杂有利于晶粒细化和导电性的提高;但过量Fe的掺杂可能导致SnO2晶格的混乱程度增大,甚至使晶格破坏,从而使电极性能降低;掺杂0.5?的SnO2/Sb电极对苯酚的降解效果优于未掺杂Fe的电极;电解3 h后,苯酚去除率和化学需氧量(COD)去除率分别达到100.0%和92.0%.     

含Mn中间层钛基二氧化锡电催化电极的性能

采用高温热氧化方法制备了含Mn中间层的钛基二氧化锡电催化电极Ti/Mn/SnO2.采用SEM、EDX以及XPS等检测方法对电极表面涂层的形貌、元素组成及元素化学态进行了分析,研究了所制备Ti/Mn/SnO2电极电催化氧化降解苯酚的性能.结果表明,Mn中间层的引入降低了电极对苯酚的电催化降解活性,使电极的使用稳定性大为提高.含Mn中间层的存在,可防止电化学反应过程中析出的氧向基体的扩散,离子对Mn2 /Mn4 与Sn2 /Sn4 的存在改变了SnO2电极表面催化剂的组成和结构,导致电极性能变化.     

稀土Gd掺杂对SnO2电催化电极性能影响的研究

采用浸渍法、溶胶-凝胶法,以SnCl4·5H2O、Sb2O3、Gd(NO3)3为前驱体,制备了稀土Gd掺杂SnO2涂层电极及SnO2电极.以苯酚为目标有机物,研究了不同稀土掺杂量、不同制备方法所获得电极的电化学降解特性,确定了较适宜的稀土掺杂量和制备方法.在本实验条件,稀土掺杂量(原子质量比)为SnSbGd=10061条件下制备的电催化电极性能最好,溶胶-凝胶法制备的电极其电催化性能及稳定性能均优于浸渍法制备的电极.对所制备的稀土Gd掺杂电极及空白电极进行了TOC测试、UV扫描分析及SEM、XRD、XPS等表征,分析并讨论了稀土掺杂对SnO2电极性能的影响机理.结果表明,稀土Gd的掺杂有利于SnO2电极电催化性能的提高,而且不同稀土掺杂量对SnO2电极性能影响并不相同.     

表层稀土掺杂PbO_2电极及对苯酚电催化氧化性能研究

以钛电极为基体,用热分解法制备Sn-Sb中间层,电沉积方法制备稀土La掺杂PbO2电极,优化了制备改性PbO2电极的电沉积温度、电沉积时间及稀土掺杂量。以苯酚废水为目标有机物,借助于苯酚去除情况分析电极的电催化氧化能力;分析了电极结构与电催化特性之间的关系。采用SEM、EDX和XRD分析了制备电极的表面形貌、元素组成、晶体结构。实验结果表明:电沉积液温度50℃,电沉积2 h,稀土镧掺杂量4∶1的PbO2电极降解苯酚电催化性能有明显改善,其去除率达到90.9%。     

Ce掺杂钛基二氧化锡电极的制备及电催化性能研究

采用高温热氧化法制备了稀土Ce掺杂SnO2/Sb电极,以SEM、EDX、XRD以及XPS等分析方法对所制备电极进行了形貌、组成及结构的表征,并根据Scherrer公式计算了电极表面SnO2的平均晶粒尺寸.结果显示,所制备电极涂层由纳米级的微晶SnO2构成,Ce的掺杂使Sb向电极表面富集,同时Ce本身也有向电极表面富集的趋势;Ce的掺杂影响了SnO2晶粒的成核过程,可能减少了晶格中的氧缺位.对苯酚的电化学氧化降解实验研究表明,Ce的掺杂降低了SnO2/Sb电极对苯酚降解中间产物的降解效率.     

掺锑二氧化锡纳米涂层电极制备及电催化氧化性能

采用改进的热氧化工艺制备了掺锑二氧化锡纳米涂层电极,对电极的成分、结构和形貌进行了表征,并进行了电化学性能测试.以自制电极为阳极,钛板为阴极,进行了对硝基苯酚溶液的电催化氧化降解实验;以紫外可见分光光度计和高效液相色谱等为检测手段,对对硝基苯酚的降解途径进行了初步分析.     

活性炭纤维电极法处理含酚废水的研究

以活性炭纤维作为阳极,不锈钢板为阴极,采用电化学氧化法对模拟的含酚废水进行了处理.结果表明,该方法可以有效分解除去水中的苯酚,苯酚和COD的去除率均能达到95%以上,其最佳的操作条件为:pH值为3、进水苯酚浓度为500mg/L、电流密度为26mA/cm2、Na2SO4浓度为15g/L.同时,通过对比不同电极材料的降解效果,证明了具高比表面积的活性炭纤维作为电极材料,能充分将其导电、吸附、催化及稳定性能有效地结合起来,实现高效净化,具有良好的应用前景.     

共沸蒸馏法制备TiO2、SnO2纳米粉体

采用共沸蒸馏法分别制备了TiO2、SnO2纳米粉体,并应用XRD和TEM等分析方法对所得粉体进行了表征.结果表明:采用共沸蒸馏法制备出了分散性较好、粒径约为7nm的TiO2纳米粉体和粒径约为10nm的SnO2纳米粉体.     

SnO2纳米棒的制备及表征

由 SnCl4, NaBH4 和 NaCl、KCl 或 KCl NaCl组成的3种微乳液混合发生反应制备SnO2 前驱物,在熔盐环境中再经 710、760、785 和 900℃等温度焙烧 15min、1h、2h、3h,成功地制备了金红石结构的SnO2 纳米棒,并用透射电子显微镜, X 射线衍射对SnO2 纳米棒的结构进行了表征。讨论了焙烧温度、焙烧时间和熔盐对 SnO2 纳米棒的影响,用熔盐合成机理对其形成进行了讨论,初步认为是成核、长大过程形成了SnO 纳米棒。     

膨胀石墨基炭/炭复合电极的制备及含酚废水的降解

以压缩膨胀石墨为基体、蔗糖为炭源、磷酸为活化剂,经碳化、活化压片制得膨胀石墨基炭/炭复合电极(EGC电极)。采用低温液氮吸附法和扫描电镜(SEM)进行表征,研究了蔗糖浓度对电极表面结构和孔道特征的影响规律,并以苯酚为处理目标物,考察了不同的电解条件。结果表明,EGC电极以膨胀石墨为骨架,包覆炭膜,孔径主要分布在0.5～2.5nm之间,蔗糖浓度为50%制备的EGC电极比表面积最高,电化学氧化苯酚效果最优。电解苯酚试验中,降低苯酚初始浓度、增加电流密度和电解质浓度有利于提高苯酚的降解效率。     

SnO2纳米晶修饰多孔Co3O4纳米棒的制备及气敏性能研究

以CoCl2.6H2O和CO(NH2)2为原料采用水热法合成多孔Co3O4纳米棒,之后通过自组装的方法将SnO2纳米晶修饰到多孔Co3O4纳米棒上。研究了SnO2纳米晶修饰对多孔Co3O4纳米棒气敏性能的影响。气敏测试结果表明SnO2纳米晶的修饰明显增强了多孔Co3O4纳米棒对CH3CH2OH和H2S的响应,对CH3CH2OH和H2S的检出下限分别达到5.0×10-6和1.0×10-6。     

二氧化锡中空球的制备及其电化学性能研究

用碳球做模板,SnCl_4·5H_2O和尿素为前驱体制备了二氧化锡(SnO_2)中空球.X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)结果表明:制备出来的SnO_2中空球为四方相结构,其直径和壁厚分别约为250nm和40nm.恒电流充放电测试结果显示:在电流密度为160mAh·g~(-1)(0.20时,该SnO_2中空球的首次放电容量为1720mAh·g~(-1),第15周期放电容量保持到615mAh·g~(-1);从第4周期开始,库仑效率均保持在90%以上.电流密度为320mAh·g~1(0.4C)时,第15周期放电容量保持到588mAh·g~(-1).以上结果表明,这种材料具有较高的储锂容量和较好的可逆性能,是一种有前景的锂离子电池负极材料.