超声对二氧化铅电极性质的影响

为提高PbO2电极在电催化氧化废水处理中的稳定性及催化性能,在超声场中用电沉积方法制备了PbO2电极,采用扫描电镜、X射线衍射、强化寿命测试、线性扫描测试及电催化降解等手段对所得电极的组成和性能进行了表征,并与未使用超声场的常规制备PbO2电极进行了性能比较。结果表明:超声场对PbO2电极的表面形貌有一定影响,产生了较多花束状的凸起,增加了电极的真实表面积;超声法PbO2电极的强化寿命和电压稳定期分别为166和165h,明显长于常规法PbO2电极的100.5和50h,表明超声法PbO2电极的稳定性优于常规法PbO2电极;超声法PbO2电极的析氧电位为1.67V,高于常规法PbO2电极的1.60V,表明超声法PbO2电极对于析氧副反应具有一定的抑制作用,有利于提高其电催化性能;在扫描电势达到2.0V时,超声法PbO2电极的电流密度响应值为0.018 3A·cm-2,远高于常规法PbO2电极的0.006 85A·cm-2,表明它的导电性能更好,有助于降低电极在电解过程中的能耗;在对酸性红G溶液的降解过程中,超声法PbO2电极的表现优于常规法PbO2电极,其准一级反应动力学常数和总有机碳去除率分别为0.019 7min-1和15.6%,均高于常规法PbO2电极的相应值,而其能耗值却低于常规法PbO2电极。由此证明,超声场的引入可改善PbO2电极的稳定性和催化性能。

钛基二氧化铅电极对酸性红G的电催化降解

采用二氧化铅电极对酸性红G溶液进行电催化降解,主要研究酸性红G的紫外-可见谱变化及其可能降解机制,考察不同因素对降解效果的影响。结果表明,酸性红G在电极表面是以间接氧化机制被羟基自由基氧化。电解过程中,偶氮键断键速率显著高于苯环及萘环,酸性红G去除率显著高于TOC去除率。电解时间延长有利于有机物去除,但会提高能耗值,且单位TOC去除能耗远高于单位酸性红G去除能耗。电流密度提高会促进酸性红G降解与TOC去除,却使单位能耗显著增加,且高电流密度会导致矿化电流效率下降。染料浓度增加使得酸性红G与TOC去除效率降低,但单位能耗随之降低,表明高有机物浓度有利于降低单位能耗值。温度升高有利于有机物降解去除。