钛基氧化物涂层电极在污水处理方面的实验研究

用涂刷热分解氧化法研究制作了3种钛基金属氧化物涂层电极:SnO2-Sb2O3-CeO2/SnO2-Sb2O3/Ti、SnO2-Sb2O3-CoO2/SnO2-Sb2O3/Ti和SnO2-Sb2O3-CoO2/IrO2/Ti,用于处理生活污水,筛选出了处理效果最好的电极:SnO2-Sb2O3-CeO2/SnO2-Sb2O3/Ti电极。通过SnO2-Sb2O3-CeO2/SnO2-Sb2O3/Ti电极处理生活污水的静态实验,研究了电解时间、电流密度等因素对电解效果的影响,得出该电极较佳的运行参数是:极板间距1 cm、电流密度10 mA/cm2、电解时间2 h,此时,COD、NH3-N、总磷、总氮、SS和大肠菌群的去除率分别为94.0%、99.8%、51.8%、70.8%、100%和100%;并用该参数进行了动态实验,连续运行60 d,得到了稳定的出水水质数据。

钛基金属氧化物涂层电极的研究与应用

钛基涂层电极又称DSA,是一种新型的不溶性阳极材料。文章综述了几种钛涂层电极的研究与应用现状,包括钛基钌系涂层电极、钛基铱系涂层电极、钛基铅系涂层电极和钛基锰系涂层电极。介绍了不同钛基涂层电极的性能特点、发展过程及应用领域,并对其今后的发展方向做了展望。

钛基氧化铅涂层电极中间层制备技术的研究现状

由于酸性溶液的强腐蚀性和阳极放氧的强氧化性,使得钛基氧化铅涂层电极的钛基体在使用过程中易发生钝化,氧化铅活性层易脱落,导致电极的电催化活性低、使用寿命短等问题。在钛基体和活性层之间加入中间层不仅能与二者形成固溶体,提高电极的导电性;而且中间层的晶粒均匀细小,能有效阻止酸性溶液经活性层表面空隙到达钛基体表面发生钝化,延长电极的使用寿命。综述了国内外钛基氧化铅涂层电极中间层的选配、在电极中的作用以及对电极电化学性能的影响,并指出未来中间层研究中需要注意的问题和发展趋势。

钛基氧化物涂层电极应用于化工废水深度处理中的实验研究

研究了钛基氧化物涂层电极应用在化工废水深度处理中的实验研究,经静态小试试验验证,论证哪种电极在化工废水深度处理中应用效果较好,并通过实验研究该电极在化工废水深度处理中应用时的最佳实验条件,分析钛基氧化物涂层电极在化工废水深度处理中工程应用的可行性,通过动态中试实验,验证其长期运行效果。实验结果表明:选用钌钛电极做阳极应用于化工废水深度处理可行性较高,电解时间为2 h。综合比较经济成本,在电流密度为25 m A/cm2时,处理成本较低,效果较好。动态中试实验效果分析,通过电解法进行化工废水深度处理,吨水处理成本约为9.8元,且运行较为稳定,不会产生二次污染,应用性较高。

钛基涂层氧化物析氧阳极材料的研究进展

介绍了钛基涂层氧化物析氧阳极(DSA)的制备方法,包括热分解、磁控溅射、溶胶–凝胶和电沉积等方法。分析了DSA阳极的析氧原理。指出了DSA电极存在的问题及未来的发展趋势。

稀土Ce掺杂SnSb复合涂层电极的实验研究

采用涂刷热分解氧化法,把无机盐SnCl4.5H2O、SbCl3和Ce(NO3)3.6H2O以一定的配比溶解在有机溶剂异丙醇中制备涂层液,以钛板为基体,制备多组分的涂层电极。考察了不同掺杂量下制备的电极对生活污水的处理效果,并对稀土Ce掺杂SnSb涂层进行了SEM表征,结果表明,在热处理温度为500℃、稀土掺杂量(原子质量比)为Sn∶Sb∶Ce=100∶10∶1的电极降解效果最好;稀土Ce的掺杂有利于锡锑金属氧化物涂层电极的电化学性能的提高。

铈掺杂量对钛基锡锰铈氧化物涂层电极表面形貌及电化学性能的影响

[目的]电沉积用钛基二氧化锰电极的电化学性能有待提高。[方法]采用热分解法在450℃下制备了以SnO_(2)为中间层,稀土铈掺杂量不同的钛基MnO_(2)电极(Ti/SnO_(2)/MnO_(2)+CeO_(2)),通过场发射扫描电子显微镜与循环伏安测量、电化学阻抗谱、析氧极化曲线测试、加速寿命试验等电化学方法对电极的活性层形貌及电化学行为进行分析。[结果]铈掺杂可以明显改变活性层形貌,使其形成由大量圆形晶粒组成,均匀且致密的表面结构。当铈掺杂量为4%时,电极具有最平整的活性表层,其伏安电荷容量约为未掺杂铈时的6倍,加速寿命约为未掺杂铈时的1.8倍。[结论]适量掺杂铈可以提高钛基二氧化锰涂层电极的电催化活性及延长其使用寿命。

钛基IrO_2-RuO_2阳极电解处理亚甲基蓝溶液

采用钛基IrO2-RuO2为阳极材料,不锈钢为阴极材料,NaCl质量浓度为10 g/L的溶液为电解液,对亚甲基蓝溶液进行电化学处理。实验结果表明:处理初始质量浓度为25 mg/L的亚甲基蓝溶液,电解电流0.050 A,电解20 min后亚甲基蓝去除率达95%;处理初始质量浓度为100 mg/L的亚甲基蓝溶液,电解电流0.100 A,电解30 min后亚甲基蓝去除率达98%。随着电解时间和电解电流的增加,亚甲基蓝去除率均增大。

甲基橙废水的处理性能

以石墨电极为基础,采用TiO2和Fe-Zn-TiO2为涂层材料,制备钛基涂层电极。系统研究了该电极对甲基橙模拟染料废水的处理性能,并考察了盐浓度、时间、电压等因素对甲基橙废水去除效果的影响。结果表明,当电极两端电压为2 V,极板间距为1 cm,染料废水甲基橙和次甲基蓝的溶液浓度为10 mg/L,盐浓度为2000 mg/L,电吸附时间为2 h时,Fe-Zn-TiO2石墨涂层电极对染料废水中甲基橙电吸附效果较好,去除率为31.2%,电极循环使用5次后,对染料废水的去除率基本不变。

钛基二氧化铱涂层电极的节能分析

随着社会的快速发展,能源问题日益严峻。简述了钛基二氧化铱涂层电极的特征和进展,并对冶金工业和化学工业中金属锌(铜)电积过程的电能节约进行了深入的理论分析和量化计算。结果表明,Ti/IrO_2-SnO_2电极、Ti/结晶IrO_2-Ta_2O_5电极、Ti/IrO_2-RuO_2电极、Ti/非晶IrO_2-Ta_2O_5电极等新型二氧化铱涂层电极比Pb-Ag电极、Pb-Sb电极等传统铅基合金电极节电10%以上。另外,展望了钛基二氧化铱涂层电极的应用前景。

电解液中La浓度对La-PbO_2/Ti电极性能的影响

采用电沉积技术,通过改变由Pb(NO_3)_2 0.5 mol/L、NaF 0.05 mol/L和HNO_3 1.0 mol/L组成的电解液中La(NO_3)_3的浓度,制备了一系列La掺杂Ti基PbO_2电极(La-PbO_2/Ti)。利用扫描电子显微镜、X射线衍射、循环伏安法、荧光光谱法和加速寿命试验分别对其表面形貌、晶体结构、电化学性能、羟基自由基产生能力及使用寿命进行表征。结果表明:当电解液中La的浓度为4 mmol/L时,所得La-PbO_2/Ti电极晶粒尺寸最小,表面最平整致密,电催化氧化活性以及稳定性也明显优于其他电极。

五氧化二钒电解制备全钒液流电池V^(3+)电解液

电解液的质量直接决定了全钒液流电池的储电能力。为了降低全钒液流电池的生产成本,在国内首次采用流动型电解槽电解还原法,研究了采用相对廉价的五氧化二钒(V2O5)代替价格昂贵的硫酸氧钒(VOSO4)为原料制备全钒液流电池电解液的制备技术;研究了阳极电极材料、电解电流密度等对制备电解液的影响因素;并通过循环伏安、交流阻抗和充放电测试分析和比较由两种原料制备的电解液的电化学性能。实验结果表明:以Ru Ir/Ti为阳极,多孔铅板为阴极,3 mol·L-1 H2SO4为阳极电解液,1.5 mol·L-1 V2O5+3 mol·L-1 H2SO4粉末混合溶液为阴极电解液,40 m A·cm-2恒流电解得到的电解液不但具有良好的电化学活性和可逆性,且电流效率高和电能损耗低,完全可以满足全钒液流电池的工作需求。

DSA电极电催化性能研究及尚待深入探究的几个问题

钛基氧化物涂层电极(DSA)由于其对阳极析氯、阳极析氧、有机污染物电化学降解等具有优异的电催化活性而受到研究者的广泛关注,但DSA电极电催化现象背后的一些重要而基础性的问题仍未被人们完全认识。本文针对目前国内外有关DSA电极电催化研究领域的几个研究热点、不足之处,以及尚待深入探究的问题,进行了简要介绍、分析和讨论。DSA电极的电催化活性主要来自于其表面的金属氧化物涂层。本文强调对"氧化物涂层"自身固体物理-化学性能或过程的研究,有助于深入揭示钛基活性氧化物涂层电极电催化现象的微观作用机制和内在本质,并反过来指导人们更加理性地通过设计和优化DSA电极的制备方法和条件,调控表面氧化物涂层的化学组成与结构,进而达到增强钛基涂层电极电催化活性之目的。