表层稀土掺杂-PbO2/Sn-Sb/Ti电极制备及电催化氧化苯酚研究

来源 :东北石油大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lyaa1984
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为了提高钛基二氧化铅电极的电催化氧化活性,本文主要在PbO2/Sn-Sb/Ti电极中掺杂稀土元素可以使其性能得到有效地改善,在本论文中我们以含苯酚的污水为处理对象,使其降解工艺得到了很大程度的提高。本论文首先研究了影响电极性能的条件,这其中包括:沉积温度、电沉积时间以及稀土元素的掺杂量这三个条件。在此基础之上通过研究电极对含苯酚污水的处理效果来分析最佳电极的制备工艺,结果为:在PbO2/Sn-Sb/Ti电极中掺杂Nd元素,最佳的沉积温度为50℃,最佳的沉积时间为2h,Nd元素的掺杂量为1:0.25;在PbO2/Sn-Sb/Ti电极中掺杂La元素,电沉积温度为50℃,电沉积时间为3h,La的掺杂量为1:0.25时性能最好。不仅如此,我们还利用了包括XRD、SEM、EDX在内的多种检测分析方法来研究稀土掺杂对电极的涂层晶体结构、电极表面形貌、电极表面涂层的元素组成所造成的影响。通过分析实验结果可以发现,稀土的掺杂能够使晶粒分布趋于均匀,晶体粒径明显变均匀,晶体发育良好,晶粒呈不定形状态,结合紧密,增加了电极的比表面积,有利于催化反应。可见,适量的稀土掺杂能够使中间层与表面催化活性层间的机械楔力得到有效地增加,这样就会使得电极活性层的脱落量下降,除此之外对中间层覆盖也较完全,这样能够使导电性得到改善。适量的稀土掺杂促进了PbO2/Sn-Sb/Ti电极电催化性能的提高。本章以自制的PbO2/Sn-Sb/Ti电极为阳极,阴极采用钛片,在无隔膜电解槽中,对含苯酚的废水进行了阳极氧化降解实验。全面地研究了包括阳极材料、温度、电压、溶液初始pH值及溶液初始浓度在内的各种因素对处理效果的影响。结果表明:稀土La掺杂PbO2/Sn-Sb/Ti电极对苯酚的降解效果明显优于其它电极;随着温度的升高苯酚去除率也随着升高,在温度为70℃时,苯酚的去除率达到了97%,可见温度升高加速了苯酚的电催化氧化降解速率;电压的增大能够使苯酚的去除率得到提高,在本实验中16V时去除效果最好;提高溶液的初始浓度会使苯酚的去除总量升高,但是会使去除率下降;和中性条件相比,在酸性条件下苯酚的去除效果更好。
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