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田 嫂 等：zr还原法制备高纯度 Ti0 及其电催化处理 2，4一二氨基甲苯废水 文章编号：1001—9731(2017)02—02177—05 Zr还原法制备高纯度 Ti4O7及其电催化处理 2，4一二氨基 甲苯废水 田 墁 ，黎学明 ，贺洪云 ，郭晓刚 ，杨文静 ，苏德水 ，邵 方 (1．重庆大学 化学化工学院，重庆 400030；2．河北丰源环保科技股份有限公司，河北 沧州 061000) 摘 要 ： 基于zr高温还原锐钛型TiO 法，制备 出了电催化材料 TiO ，并用XRD和SEM 技术对样品的组成 、 形貌进行 了表征。结果表明，在氩气气氛下，反应温度为 1050℃，反应时间为 8h，Zr和 TiOz的摩尔比为 1：3时 可以得到较为纯净的Tio 。以自制 TiO ／Ti电极为阳极 ，Pt电极为 阴极，恒电流 0．3A，电流密度为0．15A／cm 条件下 电解处理 2，4一二氨基 甲苯 (TDA)废水，结果表 明，TiO ／Ti电极对 TDA废水具有一定催化作用，反应 180min，废水 TDA去除率为 62．0 ，COD去除率为 4O．3 。 关键词 ： 高温还原 ；亚氧化钛 ；TiO ／Ti电极 ；电催化氧化 ；2，4-二氨基 甲苯废水 中图分类号 ： X703 文献标识码 ：A DOI：10．3969／j．issn．1001—9731．2017．02．033 生 ；XiaoxiaLi等n妇用氢气作为还原气体 ，在 950℃下 0 引 言 加热 4h，还原锐钛型 Ti0 制备出Ti0 烧结度十分 Magn~li相亚氧化钛是非化学计量 的钛 的氧化 严重 ；AtsushiKitada等口 在真空条件下 ，Zr和锐钛 物 ，其通式可表示为 TiO 一 ，其 中4≤ ≤10，包括 型 TiO。的摩尔 比为 1：8，1050。C还 原 24h制得 TiO 、TiO。、Ti0 等 。1959年 ，A．Magn61i教授等 Ti0 ，由于反应时间过长，产物烧结度严重。 首先以锐钛矿型 TiO。对该类物质进 行了研究 ，并将 由于TiO 具有 良好 的导电性 、较高 的析氧过电 这类物质命名为Magn~li相亚氧化钛口]。Magn61i相 位，是潜在 的电催化材料 。 目前 ，已有研究人员将 亚氧化钛具有 良好 的导电性，优 良的耐腐蚀性能，以及 Tio 作为阳极材料来处理有机废水 ，如 PingGeng 高化学稳定性…4_6_，尤其是 Magn41i相中的Ti4O 导电 等[1将 TiO 作为阳极来处理苯酚废水，李联等 采 性最好 ，电导率达到了1770S／cm_l7]，比石墨的电导率 用 自制 TiO。一TiO 电极处理 2，4，6-三硝基苯酚废 (727S／cm)还高 j。 水 ，具体去除效果见表 1所示。 目前，通常采用高温还原 Tio。法制备 TiO ： 实验采用氩气作为保护气氛，建立基于微米级锐 ChaoTang等 利用 NH。作为还原气体 ，在 1050℃ 钛型 TiO 为原料的 zr高温还原法制备 电催化材料 下和金红石型TiO 反应 3h得到 了Ti4O ，操作较为 TiO 的方法 ，优化 了反应时间，获得 了纯度较高、烧 复杂 ，且需要处理尾气 ；RuijieZhu等_】叩用碳作为还原 结度较低的TiO ；同时 ，采用刷涂法 口”将 TiO 涂 剂 ，在 1025。C下和锐钛矿型 TiO 反应 2h得到 覆于 Ti基底表面并形成 TiO ／Ti电极 ，评价其 电催 TiO ，此方法容易引进杂质碳 ，并且尾气易有 CO产 化 2，4一二氨基 甲苯废水 的能力。 表 1 TiO 电极处理不同有机废水的效果 Table1TheeffectofdifferentorganicwastewatertreatmentbyTi4O7ele