微观结构与降解温度对掺硼金刚石薄膜电极电氧化降解活性橙X-GN染料废水的影响

目的探究电极微观结构与降解温度对掺硼金刚石(BDD)薄膜电极电化学降解活性橙X-GN染料废水的影响。方法通过HFCVD技术,在铌基体上分别沉积6、12、18 h的BDD薄膜,得到6-BDD/Nb、12-BDD/Nb、18-BDD/Nb电极,将三种电极作为阳极,调控降解温度,分别对活性橙X-GN染料废水进行模拟电化学氧化降解实验。采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、电化学工作站分析电极性能,用紫外可见光分光光度计测量废水的吸光度。结果随着沉积时间的延长,BDD薄膜电极表面微观结构改变,晶粒尺寸、表面粗糙度、掺硼量增加,sp3/sp2相比例升高。12-BDD/Nb、18-BDD/Nb电极的有效电极催化活性面积分别是6-BDD/Nb电极的2.6和2.8倍;常温下的降解效率分别提高1.3和1.5倍;能耗分别降低了10.8和22.6 kWh/m^3。温度升高,电极的降解速率加快,能耗降低且逐渐趋于一致,最终都低至5.5 kWh/m^3。结论沉积时间增加,可以改变BDD电极微观结构,提高其电化学和氧化降解性能,降解温度升高有利于提升电极的降解速率,并降低能耗。然而升高温度可以有效提升低效电极的降解效率,却对高效电极作用甚微。

镍催化多孔掺硼金刚石薄膜电极的制备及其电化学氧化降解染料废水实验研究

采用化学气相沉积技术在铌基体上制备了BDD/Nb薄膜电极,并通过高温镍催化处理和电化学处理,获得了多孔BDD/Nb薄膜电极;选用活性橙X-GN染料废水进行了模拟降解实验,探讨2种电极降解废水效果。结果表明:相比于BDD/Nb电极,多孔BDD/Nb电极的有效电极面积增加了2.8倍;在活性橙X-GN染料废水降解实验中,多孔BDD/Nb电极的降解效率显著提高,相对于BDD/Nb电极,色度移除速度提高约4倍,COD移除速度提高约3倍,电流效率提高约15.92个百分点,能耗降低近75%。