改性PbO2 电极电催化降解水中硝基苯酚

为研究PbO2电极的性能,在酸性溶液中,以电沉积法制备了改性钛基PbO2电极,优化并确定了电极的制备工艺,并利用SEM对电极的表面形貌进行了检测.以硝基苯酚为目标有机物,考察了电极的电催化氧化性能.采用铋掺杂PbO2电极处理水中邻硝基苯酚、间硝基苯酚和对硝基苯酚,并对不同硝基苯酚的矿化过程以及降解动力学进行了比较.研究表明:改性PbO2电极的电催化性能优于传统的PbO2电极;邻硝基苯酚在本研究条件下更易被降解.     

不同基体PbO2镀层电极材料制备的研究现状及展望

PbO2具有良好的电化学性能和耐腐蚀性能,是一种优良的电极材料。综述了近年来不同基体制备PbO2镀层用作电极材料的研究进展及其在降解苯酚、电催化氧化降解甲基橙、锌电积等领域的应用。指出了不同基体PbO2镀层电极材料制备存在的不足和解决问题的初步设想。     

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%。     

聚乙二醇改性钛基PbO_2电极的制备及性质研究

采用电沉积法制备不同浓度聚乙二醇(PEG)改性PbO2电极,通过SEM、XRD等对电极表面形貌和晶相结构进行表征,利用苯酚降解实验考察电极的电催化氧化特性,并进一步通过电化学阻抗谱(EIS)和线性极化扫描(VA)实验考察其电化学性质.SEM和XRD结果表明,PEG可以使电极表面颗粒明显趋于细化,提高β-PbO2的结晶纯度.电化学实验表明改性电极具有更好的电催化活性,更低的界面转移电阻和更高的析氧电位,PEG最佳掺杂浓度为6g/L.苯酚五次连续降解和加速寿命测试实验表明,优化电极具有良好的电催化稳定性,更长的使用寿命和更好的耐腐蚀性.     

稀土铒改性钛基PbO2电极的制备和性能

采用电沉积法制备了稀土铒改性钛基PbO₂电极,用SEM、EDS和XRD技术分析了表面物相和结构,用EIS、线性极化扫描、荧光光谱分析和苯酚降解实验对其性能进行了表征。结果表明,稀土铒改性钛基PbO₂电极镀层的结构主要为β-PbO₂晶型,其晶粒明显细化,比表面积增大;电致生成羟基自由基的能力是未改性电极的2.3倍;改性电极具有更小的电化学反应电阻和更高的阳极析氧过电位。苯酚降解实验表明,稀土铒掺杂改性明显提高了钛基PbO₂电极的电催化性能,2h降解率达91.8%。     

热处理温度对TiO_2纳米管电催化性能的影响

阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列电极。场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线衍射仪(XRD)表征了不同温度热处理电极表面形貌和晶体结构。电化学阻抗谱(EIS)研究了TiO2纳米管电极导电性能受热处理温度的影响。荧光光谱法检测了各电极产生羟基自由基(·OH)活性。考察了甲基橙(MO)电催化降解过程。结果表明:TiO2纳米管电极导电性及其产生·OH活性均受热处理温度的显著影响,400℃热处理的电极性能最好;MO的电催化降解符合一级反应动力学模型。     

TiO2纳米管阵列催化降解甲基橙的性能研究

采用阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列电极,以甲基橙为目标降解物研究了TiO2纳米管阵列电极的光催化和光电催化性能.此外,还进行了超声辐射替代紫外光照探索性研究.结果表明,阳极氧化时间和热处理温度对TiO2纳米管阵列电极的光催化性能具有显著影响;在光催化过程中,施加一定外加电压可有效提高电极的光催化活性.尽管与紫外光照相比,超声辐射在TiO2纳米管阵列电极的催化氧化甲基橙分子过程中的促进作用具有一定的差距,但仍显示出替代紫外光照的可行性.     

TiO2掺杂PbO2电极及其在电解法制臭氧中的应用研究

为了提高电极对臭氧生成反应的电催化活性,采用纳米复合电镀技术制备了TiO2改性PbO2电极.分别采用X射线衍射和X射线荧光光谱分析了其晶体结构和组分含量。将该电极用于电解法制备臭氧,并考察了电流密度、电镀极间距、电镀液pH值以及TiO2颗粒粒径对电极性能的影响.实验结果表明,改性后的PbO2电极使臭氧生成反应的电流效率由11.9%提高到了12.9%.电镀电流密度和电镀极间距的提高有利于提高电极催化活性.TiO2的掺杂会降低PbO2电极的晶胞粒径,有利于提高电极的电催化活性.     

TiO2纳米管阵列薄膜光电催化降解甲基橙染料废水

采用电化学阳极氧化法在纯钛表面制备出TiO2纳米管阵列,应用FE-SEM和XRD表征其形貌。以该纳米管陈列薄膜为光阳极,比较了光解、光催化和光电催化对甲基橙溶液降解效率的差异,研究了pH值和外加偏压对甲基橙降解效率的影响,并建立了光电催化氧化反应的一级动力学模型来描述产生这种效果的主要因素。结果表明,在光电催化氧化体系中,TiO2纳米管阵列薄膜对甲基橙具有显著的降解作用;溶液中的电解质、溶液的pH值和外加偏压是影响光电催化效果的关键因素;最佳的降解条件为电解质存在下、pH值为3、外加偏压为1.5V,在该条件下紫外灯照射80min后降解率可达100%。     

氮-镨共掺杂TiO_2的制备及催化性能研究

为了提高TiO_2的光催化性能,采用溶胶凝胶法制备了N和稀土Pr共掺杂TiO_2光催化剂。用XRD、SEM和紫外-可见光分度计对样品进行表征,并考察了掺杂量、煅烧温度和晶型对TiO_2光催化性能的影响。研究发现N-Pr混合改性的TiO_2的催化活性均高于未改性的,5%的N和0.5%的Pr混合掺杂并经500℃锻烧后,样品为单一的锐钛矿相且粒径分布较窄,在模拟灯光照射下表现出较高的光催化活性和降解甲基橙溶液的能力,在80 min内使甲基橙溶液的降解率达到了99%。     

活性炭在三维电极法处理染料废水中的应用

采用活性炭作为自制三维电极反应器中的第三极，并用此电极反应器对甲基橙模拟染料废水的降解进行了实验研究。重点讨论了电压、电解质浓度以及溶液pH等因素对CODCr去除率和甲基橙去除率的影响。研究结果表明：活性炭作为第三极的三维电极反应器对甲基橙模拟染料废水进行降解，甲基橙浓度去除率到达90％，CODCR去除率达到80％。并由此展望了活性炭在三维电极处理染料废水的应用前景。     

La掺杂改性TiO_2粉体的制备及其光催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备了La掺杂改性TiO_2。通过X射线衍射、红外光谱和热重对制备的光催化剂进行了表征,用制备的催化剂对甲基橙模拟废水进行了光催化降解实验。结果表明:La成功掺入TiO_2中,La-TiO_2和TiO_2均属于锐钛矿TiO_2晶型,在本实验条件下,La掺杂改性TiO_2对甲基橙的降解率明显高于纯TiO_2。     

膨胀石墨电极用于电化学氧化降解甲基橙模拟废水

采用具有优良导电能力的膨胀石墨(EG)作为阳极材料,通过电化学氧化降解甲基橙模拟废水.当废水pH值为2.0,电流密度为13mA·cm-2,电解质浓度为0.1 mol· dm-3,电解时间为20 min时,甲基橙模拟废水的脱色率达到98.6％,COD去除率为58.5％.该降解过程基于化学吸附和电化学氧化,亦即,甲基橙分子首先通过EG表面的-OH键吸附在EG表面,然后通过电化学氧化降解.结果表明:EG是一种处理染料废水的优良材料.     

高活性Pt／TiO2纳米管的制备及其光催化性能

采用电化学阳极氧化法和浸渍一提拉法成功制备了高度有序的Pt改性TiO2纳米管（Pt／TNT）阵列电极,并运用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）、x射线光电子能谱分析（XPS）、紫外可见漫反射光谱（UV—VisDRS）等手段对其进行表征,考察了其光电化学性质,并研究了该电极光电催化降解甲基橙染料废水的催化性能及其稳定性．结果表明,Pt的均匀负载成功地将TNT阵列电极的光响应范围拓宽到可见光区域,光电流密度达到负载前TNT阵列电极的18倍;Pt／TNT阵列电极对甲基橙的降解符合拟一级动力学,其反应速率常数为TNT阵列电极的3倍,这主要归结于Pt与TiO：间的肖特基势垒和纳米管阵列结构带来的较大比表面积、有效的光生电子和空穴的分离与传输和宽的光响应范围．     

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。     

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.     

碳纳米管电极电催化氧化降解染料溶液的研究

研究了经高温焙烧结合高速球磨处理后的碳纳米管的结构及形貌, 测定了其相应的比表面积. 对碳纳米管冷压成形制得的电催化电极的表面形貌进行了分析. 分别以活性炭、石墨、碳纳米管作为电催化阳极, 处理模拟染料废水活性艳红X-3B溶液, 实验结果表明: 碳纳米管电极电催化稳定性较好, 经电催化氧化反应20min后, X-3B染料的降解率达到96.55%, 其电催化降解效率明显优于活性炭和石墨电极.     

热丝化学气相沉积制备BDD薄膜电极的电催化特性

研究了热丝化学气相沉积法(HFCVD)制备得到掺硼金刚石膜电极电催化氧化典型有机物苯酚的特性.Raman光谱测试显示制备BDD电极具有较好的金刚石相,循环伏安测试表明该电极具有较高的析氧过电位(+2.3V vsSCE).在电催化氧化苯酚过程中,化学需氧量(COD)能够有效去除,降解过程中有较高的电流效率,在COD较高的情况下,瞬时电流效率(ICE)可达100%,随着COD的降低ICE逐渐减少.催化实验结果表明,BDD电极是一种优良的电催化降解有机物新型电极.     

机械研磨锌的有机改性及其对甲基橙的降解

用滚压振动磨预处理原料锌粉,将其细化得到机械研磨锌,采用TEOS对其进行表面改性。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR),对材料的微观结构及成分表征,并比较了改性前后机械研磨锌对甲基橙的降解性能。结果表明,机械研磨锌表面性质活泼,表面易产生羟基;改性产物的表面连接有Si—O、—OC2H5等有机基团,实现了对机械研磨锌的有机改性;改性产物并没有影响甲基橙的紫外-可见吸收光谱,特征吸收峰依然在464nm处;有机改性会在一定程度上降低机械研磨锌降解甲基橙的性能,酸性TEOS水解液对改性产物的性能影响较小,碱性TEOS水解液的改性却严重制约了对甲基橙的降解。     

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.