新型不锈钢基PbO_2/PbO_2-CeO_2复合电极材料的研制

报道了在不锈钢基体上电沉积制备PbO2/PbO2-CeO2复合电极材料.研究了电沉积工艺参数对不锈钢表面沉积二氧化铅的影响.采用XRD、SEM对得到的电极进行了相结构和形貌分析,把该新型电极材料应用于电积锌过程并与传统的铅电极进行了对比,结果表明,采用不锈钢基PbO2／PbO2-CeO2复合电极材料,锌电积过程的槽电压降低,电流效率高.

新型不锈钢基PbO_2-WC-ZrO_2复合电极材料的研制

在不锈钢基体上电沉积PbO2-WC-ZrO2复合镀层。研究了电沉积工艺参数对复合镀层的影响。确定了最佳工艺规范:J=3A/dm2,t=2.5h,θ=25°C,ρ(ZrO2)=40～50g/L,ρ(WC)=30～40g/L。获得了镀层结构均匀、致密,w(ZrO2)=4%～6%,w(WC)=7%～10%的PbO2-ZrO2-WC复合惰性阳极材料。将该阳极材料应用于电积锌其析氧电位为1700mV。新型PbO2-ZrO2-WC复合电极材料满足了惰性阳极材料的要求。

不锈钢基PbO_2电极电催化氧化降解甲基橙性能的研究

本研究以自制的不锈钢基PbO2电极对25mg·L-1的甲基橙溶液进行电催化氧化降解。考察了电流密度、支持电解质浓度、溶液pH值、温度等因素对甲基橙脱色率的影响,确定了电催化氧化甲基橙的最佳反应条件,即电流密度为50mA/cm2,支持电解质Na2SO4的浓度为0.04mo·lL-1,降解20min后,甲基橙脱色率可达到90%以上。本研究还对几种不同印染废水进行了电催化氧化降解,结果表明,不锈钢基PbO2电极对不同的印染废水均有较好的脱色效果。

不锈钢基PbO_2-WC-CeO_2复合镀的机理及镀层性能

不锈钢基PbO2-WC-CeO2复合电极克服了传统钛基二氧化铅(DSA)电极基体易钝化、寿命短和成本高等缺点,以往对其电化学性能研究不多。采用复合电沉积方式在不锈钢基体上制备了PbO2-WC-CeO2复合电极,通过循环伏安曲线(CV)考察了复合电极的电沉积过程;通过X射线衍射(XRD)、能谱分析仪考察了复合电极的元素组成;通过扫描电镜(SEM)考察了复合电极的表面形貌变化;通过Tafel曲线、析氧曲线考察了电极掺杂前后的电化学性能变化。结果表明:WC和CeO2固体颗粒的加入使得PbO2电沉积过程发生了择优生长和晶粒细化,电极耐腐蚀性能提高,催化活性和节能性能变佳。

改性PbO_2电极电催化降解水中硝基苯酚

为研究PbO2电极的性能,在酸性溶液中,以电沉积法制备了改性钛基PbO2电极,优化并确定了电极的制备工艺,并利用SEM对电极的表面形貌进行了检测.以硝基苯酚为目标有机物,考察了电极的电催化氧化性能.采用铋掺杂PbO2电极处理水中邻硝基苯酚、间硝基苯酚和对硝基苯酚,并对不同硝基苯酚的矿化过程以及降解动力学进行了比较.研究表明:改性PbO2电极的电催化性能优于传统的PbO2电极;邻硝基苯酚在本研究条件下更易被降解.

不锈钢基催化电极的制备及应用

以不锈钢基为基体,制备了PbO2/PbO2-CeO2电催化电极,研究了沉积温度、电流密度、稀土等因素对电沉积PbO2电极的影响,通过实验确定了制备电极的沉积温度为60℃,电流密度为5~15 mA/cm2,且加入稀土能够细化PbO2颗粒。将电极应用到罗丹明B溶液脱色处理中,结果表明:在20 min催化时间内溶液脱色率可以达到100%,电压对溶液脱色率的影响不大,随电流密度的增加,脱色率显著升高。

钛基PbO2电极的制备及其电催化性能

采用电沉积方法制备了铁掺杂Ti/SnO_2+Sb_2O_3/PbO_2电极,并用X-射线衍射、扫描电子显微镜和极化曲线对其进行了表征,以亚甲基蓝为目标有机物,考察了其电催化氧化性能。结果表明,中间层的引入和铁的掺杂显著提高了钛基PbO_2电极的电催化氧化能力;反应过程中电极表面产生的羟基自由基对亚甲基蓝的氧化去除起着主要作用。

钛基体PbO_2电极的应用研究

本文研究了钛基体PbO2电极在水溶液中电解具有的特征(氧发生电位高、氧化能力强、耐腐蚀性好、导电性好等),并探讨了PbO2电极在电解中的应用.

前处理工艺对钛基PbO_2电极性能的影响

为了得到寿命长、性能好的钛基Pb O_2电极,采用不同的酸(盐酸、硫酸和草酸)在不同温度下酸蚀钛基材,之后在基材表面电镀Pb O_2。通过表面形貌分析了酸种类以及酸蚀温度(80℃)对钛基材表面性能的影响,采用热震和加速寿命试验测试Pb O_2镀层与基体之间的结合力,并对钛基Pb O_2电极的电化学性能进行了分析,研究了基材前处理酸蚀对钛基Pb O_2电极性能的影响。结果表明,20%(质量分数)HCl在90℃的条件下酸蚀2 h的钛基体与Pb O_2镀层结合力最好,且电极电化学性能最优。

钛基二氧化铅电极电催化降解2-氯苯酚

用热解法和电沉积法分别制备了Ti/β-PbO2、Ti/SnO2+Sb2O3/β-PbO2和Ti/α-PbO2/β-PbO23种电极,并采用电子扫描电镜、X-射线衍射仪和阳极极化曲线分别对所制备的电极进行了表征,并以2-氯苯酚为目标污染物,考察了3种电极的电催化氧化性能和电极使用寿命。结果表明,中间层对表面活性层的结构形貌和催化活性都有很大影响,其中Ti/α-PbO2/β-PbO2电极析氧电位最高,对2-氯苯酚的去除率可达99.3%,且具有较长的电极使用寿命和较低的槽电压;3种电极对2-氯苯酚降解反应均遵循1级反应动力学规律。

PbO_2-CeO_2电极的制备及其电化学性能

为解决传统铅银合金存在的铅污染和钛基PbO2(DSA)基体易钝化、使用寿命短等问题,以不锈钢为基体,用稀土Ce改性,制备了PbO2-CeO2电极。分析了PbO2的形成机理,通过析氧曲线、Tafel曲线、EDS能谱及扫描电镜考察了温度、电流密度、稀土Ce等对电极性能的影响及所制备电极的元素分布及表面形貌。结果表明:最佳制备工艺为190 g/L Pb(NO3)2,15 g/L Cu(NO3)2,0.5 g/L NaF,30 g/L CeO2,pH值为2～3,机械搅拌,温度70℃,电流密度10～20 mA/cm2,时间30 min;所制备的镀层平整、均匀,电化学性能优良,镀层中CeO2质量分数约为4%～6%;PbO2-CeO2电极析氧电位1 500 mV左右,节能性能明显优于传统惰性阳极。

氧化铌掺杂PbO_2电极的制备及降解分散蓝B

采用电沉积法制备氧化铌掺杂的钛基PbO2电极,通过X射线衍射、扫描电镜和电化学工作站进行表征.结果表明,掺杂氧化铌改变了沉积PbO2的晶型分布,电极表面出现α-PbO2晶型,提高了镀层与基体的结合度及电子传递效率;同时晶体尺寸略有增大,排列规整均匀.氧化铌最佳掺杂质量浓度为3.5 g/L,改性电极的析氧电位上升到1.523 V,阶跃氧化电流达到0.155 9 A,强化寿命延长到702 min,电催化性能和稳定性均有明显提升.利用所制备改性电极降解分散蓝B的最佳降解条件:溶液pH值为2,电解质NaCl浓度为0.7 mol/L,电流密度为40 mA/cm2,1 h后脱色率可达89%,脱色动力学可用拟2级反应描述.

聚苯胺中间层改性Ti/PbO2电极的制备及其降解性能

引入导电聚合物聚苯胺膜(PANI,polyaniline)对Ti/PbO2电极进行改性,采用两步电沉积法成功制备出Ti/PANI/PbO2电极。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、线性伏安扫描(LSV)和交流阻抗(EIS)对制备的电极进行表征,以甲基橙为目标污染物,探讨了PANI的沉积时间对电极性能的影响,并研究了Ti/PANI/PbO2电极对罗丹明B和4-硝基苯酚的降解性能。结果表明,PANI的引入未影响活性层PbO2的晶相结构和形貌特征,但显著提高了电极的析氧电位,Ti/PANI/PbO2的析氧电位可达3.43V。当PANI聚合时间为30min时,电极Ti/PANI-30/PbO2的电化学性能和电催化降解效果最佳。在电流密度为30mA/cm^2、污染物初始浓度为50mg/L、Na2SO4浓度为0.1mol/L的实验条件下,反应120min后,Ti/PANI-30/PbO2对甲基橙、罗丹明B和4-硝基苯酚的去除率分别为99.8%、99.9%和94.0%。

不锈钢基PbO_2电极的制备及其降解活性艳兰的研究

采用电沉积法制备不锈钢基PbO2电极。采用SEM、XRD、XPS等方法对电极的表面形貌、元素组成及元素化学态进行表征和分析。对不锈钢基PbO2电极电催化氧化活性艳兰模拟废水的脱色效果进行研究,结果表明:当电流密度为40 mA/cm2、无水硫酸钠浓度为0.04 mol/L,电解25 mg/L的活性艳兰模拟废水15 min,脱色率可以达到95%以上。

新型二氧化铅电极处理硝基苯废水

采用高压塑片的方法制备了一种PbO2电极,用X衍射、扫描电镜、火焰原子吸收分光光度法对该电极性能进行了考察,并探讨了该电极降解硝基苯的机理和工艺条件.结果表明,该电极与普通石墨电极相比,CODCr去除率更高,电解5 h CODCr去除率最高可达65%.由于PbO2电极具有较高的析氧电位,在阳极极化下,PbO2电极表面易生成.OH,这是其电解效率高的主要原因.该电极电解硝基苯的最适条件:ρ(硝基苯)为501.5 mg/L,电极间距为3 cm,溶液pH为7.利用该电极处理含磷酸盐和氯离子的硝基苯废水效果尤为突出,但由于阴极的还原作用,电解过程中硝基苯不能被完全氧化.

多壁碳纳米管对钛基二氧化铅电极电化学性能的影响

为提高钛基二氧化铅电极的电化学性能,利用直流电沉积法制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)掺杂改性的电积锌用钛基二氧化铅复合阳极材料。通过XRD、SEM等测试方法,研究了不同多壁碳纳米管添加量对电极活性层的物相组成、微观形貌的影响规律。结果显示:掺杂MWCNTs后,在与PbO_2共沉积过程中会阻碍PbO_2的连续生长,使PbO_2晶体细化,同时MWCNTs的引入使得PbO_2晶体在(301)晶面发生了明显的择优生长。电化学测试表明,与纯Ti/β-PbO_2电极材料相比,Ti/β-PbO_2/CNTs电极材料具有更好的电化学性能,当MWCNTs的添加量为3.0g/L时,电极的析氧过电位为1.566 V,降低了0.054 V;自腐蚀电流密度为5.225×10-6A/cm2,降低了8.095×10-6A/cm2,电极的电催化活性和耐腐蚀性能得到改善。

羟基自由基氧化处理垃圾渗滤液中高浓度氨氮

利用自制掺La的Ti基体PbO2电极,通过电解产生的羟基自由基氧化处理垃圾渗滤液中的高浓度NH3-N,探讨羟基自由基与NH3-N作用的机理,系统考察了电流密度、pH值、不同电解质等因素对NH3-N去除率的影响。实验证明,随着电流密度的增加,NH3-N的去除率也随之增加;在碱性条件下(pH=10.00)NH3-N的去除效果最好;电解质NaCl比Na2SO4效果好;在电流密度为8.4A/dm2,pH值为10.00,支持电解质NaCl为0.1mol/L时,用掺La的Ti基体PbO2电极电解垃圾渗滤液3h后,NH3-N去除率可以达到100%。

不同咪唑基离子液体改性PbO_2电极降解苯酚废水

以5种不同结构的咪唑基离子液体为电沉积溶液的添加剂,采用电沉积法制备了改性钛基PbO_2电极。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对电极表面形貌、晶体结构进行表征。以苯酚为电催化目标降解物,对不同电极氧化去除苯酚及COD的活性进行考察比较;同时,以水杨酸为捕捉剂,通过高效液相色谱(HPLC)分析技术对不同电极体系中羟自由基(·OH)的生成量进行检测。结果表明,阳离子烷基支链长度及阴离子的改变均会对PbO_2电极的表面形貌、结晶取向及电催化活性产生一定影响,且后者的影响作用较前者更为突出。[Emim]Br和[Emim]PF_6改性电极的电催化活性比较相近,均明显低于[Emim]BF_4改性电极。固定阴离子为BF_4^-,3种不同烷基支链长度离子液体对PbO_2电极活性的改进效果顺序为[Bmim]BF_4>[Emim]BF_4>[Hmim]BF_4。此外,不同改性电极对苯酚废水COD去除率的高低与·OH的生成量多少一致,表明苯酚的电化学氧化降解主要是由·OH间接氧化引起的。

生物膜电极在以苯酚为燃料的微生物燃料电池中的应用

以苯酚为燃料,生物膜电极为负极,Ti/SnO2-Sb2O5/PbO2电极为正极,构建了双室微生物燃料电池.利用微电流驯化法和自然驯化法分别制备了生物膜电极,研究了微生物的挂膜方法、挂膜时间和负极基底材料种类对微生物燃料电池产电能力的影响.结果表明,微电流驯化法优于自然驯化法,微电流驯化法制备的生物膜电极更利于电池的产电;微生物的挂膜时间为8 d时,电池的产电能力最高,其最大输出功率密度达到39 mW/m2;不同基底材料生物膜电极所组建的微生物燃料电池产电能力高低顺序为碳毡>石墨>钛网>泡沫钛。

钛基PbO_2电极制备及其电催化处理煤化工废水

为提升PbO_2电极的寿命,降低电极阻抗,利用直流电沉积法制备了2种添加中间层的钛基PbO_2电极,并研究了其电催化氧化降解煤化工废水的效能。结果表明:向钛基PbO_2电极添加锡锑氧化物和二氧化钛纳米管中间层,使PbO_2电极的使用寿命分别提高到未添加中间层电极的209倍和301倍,阻抗分别降低至未添加中间层电极的11. 58%和6. 20%。在20 m A/cm^2电流密度下处理煤化工废水,与未添加中间层的电极相比,添加锡锑氧化物中间层的钛基PbO_2电极对COD、总酚的去除率变化不大,而添加二氧化钛纳米管中间层的钛基PbO_2电极对COD、总酚的去除率略有降低。由于锡锑氧化物中间层有效改进了电极性能,建议在使用钛基PbO_2电极电催化氧化降解煤化工废水时添加锡锑氧化物中间层。