PbO2电极的掺杂改性及其处理无机废水的应用研究.pdf

摘要 摘要 Pb02电极因其具有电催化活性高、化学稳定性好、价格低廉、析氧电位高 等优点，被视为在电催化氧化处理有机废水领域中极具应用前景的电极材料。本 文以Pb02电极的制备、改性及其在有机废水电催化氧化降解的应用为主要内容。 主要研究工作及结果如下： 本文在金属钛基体上通过热分解法制得Sn02一Sb203底层，并利用电沉积法 线衍射(XRD)、能量弥散x射线谱(EDS)以及强化寿命测试等方法对其表面微观 形貌、物相结构、元素组成以及使用寿命进行了分析表征。实验结果显示，相比 于未添加底层的钛基Pb02电极，添加了由热分解法制各的Sn02．Sb203底层后， 电极的使用寿命得到明显提高。由此可见，其致密的氧化物膜不仅减缓了新生氧 向基体的扩散，而且也有效的阻止了钛基体上生成Ti02钝化膜，使Pb02不易脱 落，从而提高了电极的使用寿命。 以Ti为基体，通过加入表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和稀土元素ce， 形貌、晶型结构、元素组成及价态等进行分析表征。通过循环伏安(cV)、交流阻 ．PbO：电极的表面颗粒更加精细，表面积进一步增大，使电极的微观结构及催化 效果得到改善。电化学性能测试结果显示，表面活性剂PVP和稀土元素Ce的掺 杂显著提高了电极的析氧过电位并且降低了电荷转移电阻。将所制备的电极应用 于模拟染料废水甲基橙的降解。结果发现，与未掺杂的和单独掺杂的电极相比， Sb203／PVP．Ce．Pb02电极在实验参数为：电流密度为50 mA·cm‘7、pH为5、电解 m 质浓度为0．05mol·L‘1时，甲基橙的去除效果最佳。降解120min后，对100 g·L。1甲基橙的去除率可达到98．4％，对COD去除率为91．8％。 在电沉积制备二氧化铅层时，通过加入某种离子或颗粒可以提高电极的电催 化性能及其稳定性。本文通过向电沉积液添加少量纳米Ti02颗粒和稀土元素Ce 对Pb02电极进行共掺杂改性。通过扫描电镜(SEM)、能量弥散x射线谱(EDS)、 T 万方数据 PbOz电极的掺杂改性及其处理有机废水的应用研究 强化寿命测试等手段对改性后Pb02电极的微观形貌、晶型结构、元素组成及价 态、电化学性能以及使用寿命进行分析表征。结果表明：掺杂改性的电极性能都 有不同程度的提高，其中共掺杂的改性效果比单掺杂要好。SEM和XRD测试结 果显示，改性电极的表面微观形貌都不同程度的发生了变化，但其晶型并未改变， 共同掺杂改性电极催化活性提高最为明显；电化学实验表明：改性后电极表现出 更小的电荷转移电阻和更高的析氧电位；强化寿命测试实验表明：改性后电极拥 有更长的寿命和更强的耐腐蚀性。 关键词：二氧化铅电极，表面活性剂，稀土元素，纳米Zi02颗粒，电催化氧化 II 万方数据 Abstract Abstract has Pb02electrode，which hi【曲electro-catalyticactivity,chemicalinertness，low costand isconsideredasa electrodematerial llighoxygenoverpotential promising usedinthe electrochemicaloxidation of wastewater．Inthis de