热分解法合成制备Ti/RuO_(2)-HfO_(2)的工艺优化与电容性能研究

通过热分解法制备Ti/RuO_(2)-HfO_(2)二元复合氧化物涂层,利用XRD对涂层组织结构进行表征,通过循环伏安和充放电曲线分析对涂层的超电容性质进行研究。实验结果表明,Hf的加入有利于非晶态组织的形成;随着Hf含量的增加,电极比电容呈现先增大后减小的变化趋势,当Hf含量为50%时,电极比电容最大;Hf具有促进电化学稳定性的作用。

Ti/RuO_(2)-IrO_(2)阳极在碱性体系的失效行为

以Ti/RuO_(2)-IrO_(2)阳极为研究对象,对其在碱性析氧条件下的主要失效机制进行了深入的研究。利用X射线衍射仪(XRD)、热场发射扫描电子显微镜(SEM)及能谱(EDS)分析其失效前后的物相和形貌变化,利用标准强化电解寿命试验、电化学分析等手段探讨了Ti/RuO_(2)-IrO_(2)涂层阳极在碱性环境中的性能。结果表明,碱性体系中的强化电解并不是均匀的,可分为4个阶段;电极在碱性体系下的腐蚀是由外向内的,Ti/RuO_(2)-IrO_(2)涂层钛阳极的电解失效机制是物理作用和化学作用的叠加,物理变化主要表现为涂层变薄、裂纹加宽甚至剥落,化学变化表现为涂层中的贵金属氧化物逐渐被腐蚀,裸露出钛及其氧化物,导致电阻增大。

Ti/IrO_2-RuO_2电极降解苯酚红废水

利用热分解法制备Ti/IrO_2-RuO_2电极,以该电极为阳极处理苯酚红(PR),并优化其最佳处理条件。结果表明:在电流密度为15 mA·cm-2、电解质Na2SO4浓度为6.0 g·L-1、废水溶液起始pH=7、反应温度为40℃时,处理120 min后PR废水的降解率为74.5%。

热分解法制备Ti/IrO2-RuO2电极及灿烂甲酚蓝废水降解

利用热分解法制备Ti/IrO2-RuO2电极,通过SEM和XRD等测试手段对其进行形貌和结构表征。以该电极为阳极处理苯系染料废水灿烂甲酚蓝(BCB),考察了电解电压、电解质Na2SO4浓度、电极间距、反应温度和电解时间对BCB废水COD去除率和降解率的影响。结果表明:在电解电压为3.0V、电解质Na2SO4浓度为6.0g/L、电极间距为3cm、反应温度为50℃、电解120min时,BCB废水的COD去除率为78.4%,BCB降解率为77.1%。

Ti/IrO_2-RuO_2涂层电极对2,4,6-三氯苯酚的氧化降解

采用Ti/IrO_2-RuO_2涂层电极对2,4,6-三氯苯酚(TCP)溶液进行电化学氧化降解研究。结果表明:TCP降解效率与溶液初始p H、溶液初始浓度、电解时间,外加电压、及溶液中电解质的量相关,在外加电压为7 V、p H=3、Na_2SO_410 g/L的条件下,Ti/IrO_2-RuO_2涂层电极对初始浓度为0.025 g/L的TCP溶液处理150 min后,TCP降解效率达到99%以上。通过探讨TCP在酸性条件和碱性条件下降解的中间产物及降解规律,表明在酸性条件下TCP的降解主要是通过·OH自由基氧化和在阳极表面直接氧化的共同作用实现的,而碱性条件下起主要反应的是·OH自由基的氧化作用。

Ti/IrO_2-RuO_2电极处理船舶生活污水研究

探索了Ti/IrO2-RuO2电极在电化学法处理船舶生活污水方面的性能。通过电解葡萄糖溶液实验,对比研究了电极间距、电解质含量、电流密度等因素对COD的影响;在优化参数条件下,对实际生活污水进行降解;并对电极进行强化电解实验。结果表明,在2 h之内电极对溶液的COD、BOD5去除率可达85%以上,对大肠杆菌的杀菌效果为100%;实验进行到670 h时电极失效,证明电极具有很好的电化学稳定性。引起电极失效的主要原因是在制备过程中电极表面产生的裂纹,使得在电解过程中电解液通过表面裂纹进入基体,从而引起涂层脱落,电极失效。

Ti/IrO_2涂层阳极热氧化处理温度的选择

结合铝的表面处理和铜的生箔对阳极的要求，针对Ｔｉ／ＩｒＯ２阳极，用热差分析、电极极化、Ｘ光衍射及强化寿命试验，研究了热氧化处理温度对阳极的热分析曲线、电极电位、相结构和强化寿命的影响。在３０％Ｈ２ＳＯ４（质量比），４Ａ／ｃｍ２，４０℃±５℃下的强化寿命实验表明：小于５００℃时，阳极的寿命受涂层的溶蚀控制。大于６００℃，阳极的破坏形式以涂层脱落为主，而涂层在５００℃～６００℃之间处理的阳极的强化寿命最长，Ｔｉ／ＩｒＯ２涂层阳极的热氧化处理温度以５００℃～６００℃为最佳。

Ti/SnO_(2)-Sb-Ni-F电极的制备及其电催化降解罗丹明B性能研究

采用溶胶凝胶法和热分解法制备不同煅烧温度和涂刷次数条件下的Ti/SnO_(2)-Sb-Ni-F电极,并探究其对罗丹明B染料模拟废水的降解效果。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其物相组成及表面形貌进行表征;运用循环伏安法(CV)、计时电流法和线性扫描伏安法(LSV)测试其电化学性能。结果表明:同一煅烧温度下,60次涂刷比30次表现出更加优异的电化学性能。其中60次涂刷,450℃煅烧温度下Ti/SnO_(2)-Sb-Ni-F电极具有更高的析氧电位(2.1 V),更优的电催化活性以及更高的稳定性。在降解实验中,其在20 min内对罗丹明B的降解率为98.8%。因此,该电极在废水处理领域具有较好的应用前景。

电化学氧化降解2,4,6-三氯苯酚的研究

采用Ti/IrO_2-RuO_2涂层电极对2,4,6-三氯苯酚(TCP)溶液进行电化学氧化降解,研究了溶液初始pH、溶液初始浓度、外加电压、电解质的质量浓度等对电解效果的影响,分析了在最佳参数下电化学氧化降解TCP的中间产物.结果表明:在初始pH=3、初始浓度0.025g·L^(-1)、外加电压7V、Na_2SO_4质量浓度10g·L^(-1)的条件下,当电解TCP溶液150 min时,TCP的去除率达到了99.3%;TCP的去除主要是因为体系中产生的·OH自由基和在阳极表面直接失电子氧化共同作用的结果;降解过程中产生了氯苯醌和不饱和含氯羧酸等物质.

电化学脱硝过程参数的响应曲面优化研究

以Ti/IrO2-TiO2-RuO2为阳极,Cu/Zn合金电极为阴极,在无隔膜电解池中对这一新构造电极对的脱硝氮性能进行了研究。为了有效结合阴极硝氮还原能力和阳极氧化能力,采用响应曲面法中的Box-Behnken设计优化了对电化学脱硝过程有显著影响的4个重要因素:氯化钠含量、电流密度、pH和初始硝氮浓度。优化结果表明,相对于pH和初始硝氮浓度,氯化钠含量和电流密度对脱硝性能影响更大,而阴极硝氮还原性能主要受初始硝氮浓度、pH的影响。以6 h内电极对脱氮百分率为响应量,优化得最佳电化学脱硝过程参数为:氯化钠含量,1 g/L;电流密度,24.99 mA/cm2;pH,1.81;初始硝氮浓度100 mg/L。在此实验条件下,6 h内电极对脱氮百分率预测值为99.84%。通过3次重复验证实验,确认实际6 h内电极对脱氮百分率为91.34%。预测值与实测值两者相差不大,由此可知,Box-Behnken设计是一种优化电化学脱氮实验参数的有效方法,经过优化后的电极对具有较佳的脱氮效率。