苯酚电化学氧化过程中Ti/PbO2阳极钝化现象的研究

对苯酚在电化学氧化过程中最终导致活性降低电极钝化的现象进行了研究。循环伏安实验证实了电极在电解过程中发生了钝化,X射线光电子能谱测试也证明了电极表面被生成的有机聚合物所污染。钛基二氧化铅阳极在电催化氧化过程中,产生的OH自由基形成的了氢醌和苯醌类物质,这类物质吸附在电极表面使电极的电催化活性明显下降,由于这类物质具有很强的附着力和较低的渗透性,因此会导致电极钝化。但是电极表面的污染可以采用电解的方法进行去除,这是由于电极表面的聚合物膜又可以被阳极产生的OH自由基氧化成为羧酸类物质,电极的活性基本上被恢复。

Ag掺杂Ti/PbO2电极的制备及其在苯酚降解中的应用

使用化学还原和电沉积的方法制备了单质银(Ag)掺杂的Ti/PbO2电极(Ti/Ag-PbO2)。在保持镀银液浓度一定的条件下,通过改变镀银的时长制备出三种银含量的钛基体二氧化铅电极(Ti/Ag1-PbO2、Ti/Ag2-PbO2、Ti/Ag3-PbO2)。利用X射线光电子能谱(XPS)和X射线荧光光谱分析(XRF)确定了PbO2电极中Ag的价态和掺杂量。扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)结果表明,Ag掺杂未明显改变电极的表面形态和晶型。根据涂层附着力测试试验发现,掺银PbO2电极与基底之间有更好的结合力,电极使用寿命提高了约2.5倍。电化学交流阻抗谱(EIS)和循环伏安法(CV)测试结果表明,Ag的掺杂大幅降低了PbO2电极的电荷转移电阻,提高了电极的电催化活性。利用掺银量2.7%(质量分数)的Ti/PbO2电极降解100mg/L的苯酚水溶液,相较常规Ti/PbO2电极,完全降解时间缩短了33.3%,降解能耗下降了34%。

Ti/PbO2电化学法降解废水中三种氟喹诺酮类抗生素

采用Ti/PbO2阳极电解3种典型的氟喹诺酮类抗生素(诺氟沙星、甲磺酸培氟沙星与盐酸环丙沙星)废水,通过优化pH值、电解质浓度条件,分析3种抗生素的去除效果、降解过程和产物.结果表明电化学法对3种氟喹诺酮类抗生素均有明显的降解效果,电解240min下的最优降解条件为pH值控制在7.8~8.0,电解质硫酸钠投加量为0.04mol/L.在最优条件下3种抗生素的去除率均大于97%,降解过程均符合一级动力学方程,UV254值的去除率较高(去除率大于67%),处理后废水的芳香度和SUVA值明显下降.液质联用分析结果和文献调研显示,电解有机产物主要通过脱氟、哌嗪环的转化和喹啉环的转化这三个途径生成,且随电解时间增加呈现先增后减的趋势,同时产生F-、NH4+和NO3-等无机物.Ti/PbO2阳极能有效电解废水中3种典型氟喹诺酮类抗生素,可用作生物处理等方法的预处理.

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%。

Ti/PbO_2电极在测定COD中的应用

以Ti/PbO2电极作为工作阳极组成的三电极系统,用葡萄糖配制了一系列COD浓度的标准溶液,采用恒电位电解,用测定工作电极上电流的变化值来测定COD的大小。实验确定的最佳测定条件为工作电压1.8V、电解液浓度0.03mol/L、测定时间2.5min;最佳再生条件为再生液浓度0.2mol/L、再生时间2min;COD测定最佳范围为50～350mg/L。发现对葡萄糖水溶液的电解如控制在以上条件下,其COD的浓度值与工作电极上电流的变化值将呈现良好的线性相关性。并通过对已知浓度标准溶液的测定表明该方法对COD测定具有一定的通用性。

硫酸溶液中苯酚在Ti/PbO_2电极上的循环伏安研究

用循环伏安法研究了Ti/PbO2电极在苯酚硫酸溶液中的电催化作用.结果表明,在硫酸溶液中,Ti/PbO2阳极对苯酚具有电催化氧化作用.如果苯酚浓度较低,产生的吸附态羟基自由基可以将苯酚氧化,直至完全矿化.当苯酚浓度较高或产生的羟基自由基量相对较小时,苯酚或中间产物可吸附在电极表面,降低电极的真实表面积,减少电极的活性点,阻止反应物接近电极表面,抑制苯酚的进一步氧化.随着电解时间的延长,这些吸附物由于逐渐被氧化,电极活性恢复.

高效Ti/PbO_2电极制备及对酸性红G的降解研究

以十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)作为添加剂,采用共沉积方式制备新型Ti/PbO_2电极,分别采用扫描电镜、X射线衍射、循环伏安扫描、交流阻抗、X射线光电子能谱及强化寿命等手段对电极性能进行表征,并以酸性红G(ARG)作为目标有机物,考察了添加剂对电极性能的影响.结果表明,经过DTAC改性,电极表层晶相仍为β-PbO_2,但电极表面颗粒细化,比表面积增加,析氧过电位由1.845V提升至1.886V,膜阻抗由102.1?/cm2下降至55.7?/cm2.此外,通过ARG电催化降解及强化寿命测试表明,改性后电极的催化性能及稳定性能均有了很大的提高.其中,对于最优改性电极(PbO_2-DTAC(0.5)),电解60min后ARG的脱色率高达86.8%,强化寿命可达到232.5h,是改性前电极寿命的2倍多(96h).

PbO_2-TiO_2镀液中掺杂Ce对制备钛基锌电积阳极材料性能的影响

为了寻找出性能更佳的电积锌用钛基二氧化铅阳极,将Ce O2,Ce(NO3)2分别掺杂在电镀液中制备了Ti/Pb O2-Ti O2阳极。以SEM,XRD分析方法对其形貌、组成元素进行了表征,应用加速电解寿命测试和电化学试验进行了性能测试,分别考察了掺杂Ce O2和Ce(NO3)2对Pb O2-Ti O2阳极稳定性及电催化活性的影响。结果表明:Ti/Pb O2-Ti O2+Ce O2阳极的电催化活性较好,且掺杂Ce O2能改善Ti/Pb O2-Ti O2的导电性,提高了阳极的稳定性,使其电解寿命增长;Ti/Pb O2-Ti O2+Ce(NO3)2阳极的电催化活性也较好,但并不能增加阳极寿命。

稀土Y掺杂Ti/SnO_2+MnO_x/PbO_2电极的电化学性能研究

采用热分解和电沉积的方法制备了稀土元素Y掺杂Ti/SnO2+MnOx/PbO2耐酸阳极。用XRD、SEM表征了电极的物相和表面形貌,用CV、EIS测定了电极的电化学性能,并研究了Y掺杂对电极在强酸性溶液中使用寿命的影响。结果表明:Y以Y2O3的形式与SnO2形成半导体固溶体,使电极在高电流密度(4A/cm2)下的预期使用寿命达到70h;同时该电极的析氧电位高达2.1V,且电极表面呈蘑菇状,电催化性较好,Ti/SnO2+Y2O3+MnOx/PbO2电极是一种较理想的耐酸阳极材料。

Ti/SnO_2-Sb_2O_5/PbO_2阳极电催化降解含环己酮废水的研究

高浓度、组成复杂的工业有机废水难以直接用普通的生物处理法处理,因此,需要探索经济有效的废水处理方法.电化学氧化法是比较有效的处理该类废水的方法.采用Ti/SnO2-Sb2O5/PbO2电极作为阳极,探索利用阳极电催化氧化法处理含环己酮废水的方法,采用紫外可见分光光度法对降解反应过程进行监测,对降解反应机理进行了探讨,对电解反应条件进行了优化.实验结果表明,用Ti/SnO2-Sb2O5/PbO2电极电催化降解处理含环己酮的有机废水是一种有效的方法,并与生物处理法联用,产生了节约废水处理费用的良好方法.

Fe掺杂PTFE-PbO_2/TiO_2-NTs/Ti电极的制备、表征及电催化性能

采用电沉积法制备了Fe掺杂PTFE-PbO2/TiO2-NTs/Ti、PbO2/TiO2-NTs/Ti、PbO2/Ti 3种电极,运用扫描电镜、X射线衍射仪观察表面形貌与形态,通过线性扫描伏安法在0.1 mol·L-1的H2SO4中测定电极的析氧极化曲线.以对硝基酚(p-NP)为目标污染物,考察了电极的电催化活性,在20 mA.cm-2电流密度下降解100 mg·L-1 p-NP,120 min时表观速率常数分别为0.0370 min-1、0.0265 min-1和0.0180 min-1,COD去除率分别为77.38%、74.07%、66.18%,研究发现在相同的条件下Fe掺杂PTFE-PbO2/TiO2-NTs/Ti性能更佳,矿化更完全.

Ti/α-PbO_2/β-PbO_2电极电催化氧化处理苯酚废水

采用电催化氧化法,以自制Ti/α-PbO2/β-PbO2电极为阳极,在室温条件下对苯酚模拟废水进行降解研究,探讨电流密度、电极间距、pH值及苯酚初始质量浓度对苯酚降解效率的影响规律.结果表明,在电流密度为600 A.m-2,电极间距为1.0 cm,pH值为3,苯酚初始质量浓度为100 mg.L-1的条件下,苯酚降解效率达92%以上.紫外光谱等实验结果表明,苯酚在氧化降解过程中会产生苯醌等中间产物,苯酚及其中间产物最终被矿化为CO2和H2O.

PbO_2/Ti改性电极电催化氧化酸性品红的试验研究

采用热氧化法制备了PbO2/Ti改性电极,以酸性品红为处理对象,采用未掺杂和掺杂Fe、Ni的改性电极电催化氧化降解酸性品红,比较不同电极的电催化效果,考察电流密度、电解质浓度对电催化氧化处理系统的影响。结果表明:在酸性品红初始浓度为100mg/L,电流密度为75mA/cm2,电解质(Na2SO4)浓度为12g/L的条件下,分别以掺杂Fe和Ni电极为阳极,1h后酸性品红的去除率分别为91.86%和93.04%;Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2-Fe和Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2-Ni电极,其电催化性能明显优于传统PbO2/Ti电极。

Ti/SnO_2-Sb_2O_5/PbO_2阳极电化学氧化降解咪草烟及其过程监测

Methodology for the electrochemical decomposition of imazethapyr using Ti/SnO2-Sb2O5/PbO2 anode in Na2SO4 medium is suggested in this paper. The electrolysis reaction conditions were optimized. The process of electrochemical decomposition was monitored by ultra-violet spectrophotometry and CODCr method. The electrochemical decomposition mechanism of imazethapyr was studied primarily by UV-VIS spectrophotometry. The effectiveness of the electrochemical pretreatment was proved by the comparative aerobic biological treatment test based on the activated sludge process.

Ti/SnO_2+Sb_2O_3/β-PbO_2阳极电化学氧化异噻唑啉酮

采用提拉法和电沉积法制作Ti/SnO2+Sb2O3/β-PbO2阳极,通过SEM扫描、XRD分析和极化曲线测定表征具有良好结构和催化性能.利用该电极氧化异噻唑啉酮水溶液,研究运行参数(电化学氧化时间、电流密度和水溶液pH值)的变化对异噻唑啉酮和化学耗氧量(ChemicalOxygenDemand,CODcr)降解效果的影响,降解过程符合一级动力学方程.在异噻唑啉酮水溶液初始浓度200mg/L、电流密度15mA/cm2、电化学氧化180min时,异噻唑啉酮、CODcr去除率可分别达到98%和43%.通过紫外光谱图分析了异噻唑啉酮氧化过程为先开环,再生成低分子有机酸,最后矿化为CO2和H2O.

锡锑中间层的铕掺杂量对Ti/PbO_2电极性能的影响

采用涂层热解法在Ti基体表面制备不同掺杂量的铕掺杂锡锑中间层,并在锡锑中间层的表面电镀上PbO2。对所制备的电极作LSV曲线,研究了电极的电化学性能;以对硝基苯酚为目标有机物,考察了电极的电催化活性;采用SEM,XRD等分析方法表征了电极中间层的形态、元素组成和结构组成,据此分析了电极的性质。结果表明,铕掺杂量对电极的各项性能有较大影响,制备电极时以n(Sn)∶n(Sb)∶n(Eu)=1∶0.1∶0.01为佳,该掺杂量下得到的电极析氧电位和电催化能力较高,表面涂层结构和覆盖度较好,电化学寿命达78.6 h。

PbO2／Ti电极电催化氧化处理水基切削液废水

高分子难降解有机物废水的处理已经成为重要难题,水基切削液废水就属于这类废水中的一种。对PbO2/Ti电极的制备进行了详细介绍,并通过中试预处理水基切削液废水出水的电催化氧化小试实验发现:采用PbO2/Ti电极,在电流密度为8 mA/cm2条件下,电催化氧化预处理水基切削液废水的效果最佳。在此电流密度下反应5 h后,出水COD下降到37.1 mg/L,色度下降到10倍,出水各项指标达到国家《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级排放标准。

Co改性PbO_2/Ti电催化电极处理模拟染料废水

以脱色率为考察指标,研究了自制Co改性PbO2/Ti电催化电极处理亮绿、结晶紫和甲基橙3种模拟染料废水的最佳条件:控制电流分别为0.30、0.30、0.15 A,处理7、7、9 min,加入电解质NaCl 0.5、0.7、0.5 g。动力学实验结果表明:亮绿和甲基橙的降解过程符合一级反应动力学关系,结晶紫符合零级反应动力学关系。紫外分光光度法测试结果表明:3种染料分子在电解催化过程中生色基团被破坏,发生了降解,揭示了Co改性PbO2/Ti电催化电极降解机理。

铁掺杂PbO_2/Ti电极电催化氧化苯酚的实验研究

以苯酚为目标化合物,研究了新型铁掺杂PbO2/Ti阳极电催化氧化有机污染物的特性,结果表明,该电极对苯酚的降解显示了良好的电催化活性,有较好的环保应用前景。同时,初步探讨了反应的动力学和氧化机理。

Ti/SnO_2+Sb_2O_3+MnO_2/PbO_2阳极的性能研究

制备了一种非贵金属阳极－Ｔｉ／ＳｎＯ２＋Ｓｂ２Ｏ３＋ＭｎＯ２／ＰｂＯ２，并用ＸＲＤ、ＳＥＭ进行了表征，计算出了电极的分形维数，测定了该电极在硫酸中的使用寿命和动力学参数，把该电极用于处理含酚废水和Ｐｂ电极进行对比．结果表明，节电３３％，转化率达９５％，是一种优良的电化学催化剂．