Ti基镶嵌金刚石颗粒掺硼金刚石电极及其性能

利用粉末压片机在Ti片表面镶嵌金刚石颗粒,以此为衬底,通过热丝化学气相沉积技术沉积掺硼金刚石(boron-doped diamond, BDD)薄膜,制备新型Ti基镶嵌金刚石颗粒BDD (Ti/D/BDD)电极,并制备Ti基BDD (Ti/BDD)电极作为对比。采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪和电化学工作站表征电极的形貌、B掺杂水平和电化学性能,利用紫外可见分光光度计测试电极模拟废水降解的效果。结果表明:沉积时间相同时,Ti/D/BDD电极比Ti/BDD电极具有更大的电化学活性面积,更低的薄膜阻抗,使得电极对酸性橙G表现出更高的降解速率,更低的降解能耗。沉积10 h时,Ti/D/BDD电极具有最高的双电层电容(1.87 mF),最低的薄膜电阻(0.4?);降解120 min后,Ti/D/BDD电极的色度移除率比Ti/BDD电极最高可提升53.1%,同时能耗降低14.2%。

新型Ti/Zr-SnO_(2)/β-PbO_(2)电极的构筑及高效降解亚甲基蓝

该文采用热分解法先制备Zr-SnO_(2)中间层,再电沉积β-PbO_(2)层,成功制备了Ti/Zr-SnO_(2)/β-PbO_(2)电极。利用扫描电镜(SEM)、能量散射谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)技术对电极形貌、晶体结构、元素组成等进行了分析。通过循环伏安法(CV)、电化学交流阻抗法(EIS)、加速寿命实验等测试其电化学性能,考察其电催化降解亚甲基蓝(Methylene Blue,MB)活性,优化电流密度和初始MB浓度。结果表明:Ti/Zr-SnO_(2)/β-PbO_(2)电极的表面为致密四棱锥结构,形成了非化学计量比的β-PbO_(2);与传统的Ti/β-PbO_(2)电极相比,Zr-SnO_(2)中间层可有效提高钛基涂层电极的析氧过电位;修饰电极阻抗为87.64Ω/cm2,电极加速寿命为439 min,是Ti/β-PbO_(2)电极的219.5倍,是Ti/SnO_(2)/β-PbO_(2)电极的1.71倍;在50 mA/cm2的电流密度下降解初始浓度为50.00 mg/L的MB时,180 min内MB去除率可达97%。

Ti/SnO_(2)-Sb-Ni电极电化学氧化去除水中BIT

1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)是一种新型广谱工业杀菌剂,因其强杀菌能力而难以直接通过传统生化法处理,电化学氧化是一种有效的预处理方法。通过实验对比不同典型阳极对BIT去除率的影响;以锑镍共掺杂钛基二氧化锡电极(Ti/SnO_(2)-Sb-Ni)为阳极电化学氧化BIT,考察BIT电化学氧化过程中不同初始BIT浓度、初始pH、电流密度和硫酸钠浓度等操作参数对BIT去除率的影响,结合紫外-可见吸收光谱和荧光光谱分析,探究BIT降解过程中的结构变化。结果表明:相较于商业电极,Ti/SnO_(2)-Sb-Ni电极可高效电化学氧化BIT及其产物,消除其生物毒性;Ti/SnO_(2)-Sb-Ni电极电化学氧化BIT过程中,最佳电流密度为15 mA/cm^(2),pH和初始硫酸钠浓度对BIT降解影响较小,最佳BIT初始浓度15 mg/L,BIT降解过程中杂环先被破坏,苯环再被破坏。

多孔Ti/SnO_(2)-Sb-Ni电极的制备及电催化产臭氧性能研究

采用溶胶凝胶法制备了多孔Ti/SnO_(2)-Sb-Ni电极,并研究了所制备电极的电催化产臭氧性能。采用SEM与XRD等方法对电极涂层的表面形貌及结构进行了表征;考察了不同电极基体条件对电催化产臭氧性能的影响。实验结果表明:多孔Ti/SnO_(2)-Sb-Ni电极表面呈现为密集粗糙颗粒状结构;当电极涂层中Sn∶Sb∶Ni摩尔比为500∶8∶5、泡沫钛基体孔径为20μm时,制备出的电极有最佳的电催化产臭氧性能。多孔Ti/SnO_(2)-Sb-Ni电极可为新型电化学生成臭氧技术的研究和应用提供支撑。

Ti/PbO_(2)电极与Ti/IrO_(2)+Ta_(2)O_(5)电极催化体系降解酸性大红染料废水的比较研究

为比较Ti/PbO_(2)电极和Ti/IrO_(2)+Ta_(2)O_(5)电极催化体系降解酸性大红(GR)染料废水的处理效果,并确定体系最佳工艺参数。分别对Ti/PbO_(2)电极和Ti/IrO_(2)+Ta_(2)O_(5)电极催化体系内初始pH、染料初始浓度、电流密度、电解质浓度对GR染料降解率的影响进行了探索,比较工艺参数优化后两催化体系的GR降解率、电极形貌及TOC去除率。结果表明,工艺参数优化后(初始pH 6.38,染料初始浓度100 mg/L,电流密度50 mA/cm^(2),电解质浓度0.1 mg/L),Ti/PbO_(2)电极和Ti/IrO_(2)+Ta_(2)O_(5)电极催化体系GR去除率分别可达98.3%和61.1%,TOC去除率为25.4%和13.5%;结合电极表面形貌分析,Ti/IrO_(2)+Ta_(2)O_(5)电极表面损毁较明显,而Ti/PbO_(2)电极表面变化不大。因此,Ti/PbO_(2)电极催化体系GR降解率、TOC去除率均较高,且电极稳定性较好。研究结果为进一步推动电催化法在染料废水处理实际应用领域提供了理论参考。

Ti/RuO2电极高效降解RB19染料废水的研究

蒽醌染料产量大,用途广泛,结构中含有毒性较大的基团,一旦流入水环境中,对动植物的生长发育和人类的器官功能造成不可逆转的伤害。本文采用循环伏安法研究了活性蓝19 (RB19)在Ti/RuO2电极上的电化学氧化行为。此外,探究了以Ti/RuO2电极作为阳极电化学降解RB19模拟废水的最佳工艺参数。实验结果表明,在最佳条件下,RB19脱色率为80.8%,CODCr去除率为31.2%。Ti/RuO2电极对RB19的电化学降解效率较高,是一种理想的电极材料。

电极材料对直流短电弧铣削Ti2AlNb加工性能影响的实验研究

Ti2AlNb作为一种新型航空发动机关键材料,由于其高强度、刚度和蠕变抗力,使得它成为一种难加工材料。短电弧铣削(SEAM)是一种新型高效的放电加工方法,具有不受材料的硬度、强度和韧性制约等优点,已经成为难加工材料一种重要加工方法。文章以Ti2AlNb实验对象,采用钨铜和304不锈钢作为电极材料,使用直流电源研究了不同电压下SEAM的加工机理,分析了工件材料去除率(MRR)、表面粗糙度(Sa)、相对工具电极磨损率(RTWR)。此外,还对加工后Ti2AlNb的表面形态、元素分布和显微硬度进行了研究。实验结果表明,24V电压下,钨铜电极与304不锈钢电极相比,MRR最高,为1981mm^(3)/min;RTWR最低,相对电极损耗仅为0.82%。工件截面轮廓宽度尺寸绝对差异最小以及工件再铸层硬度接近母材硬度,有利于进一步加工。

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。

BDD污水处理电极对染料废水降解脱色的研究

染料废水是典型的高浓度、难降解的有机废水。实验以提高脱色效率及降低降解能耗为目的,依托电化学高级氧化法,利用硼掺杂金刚石薄膜电极对活性艳红X-3B模拟染料废水的降解工艺进行优化研究。实验采用偏压增强热丝化学气相沉积法设备以及动态掺硼工艺,以面积40 cm^(2)Ti为衬底,进行BDD薄膜的合成实验。并通过改变电解时的电压、电解质浓度、pH值、支持电解质参数进行脱色工艺研究,最终获得与Ti基BDD电极适配的较优电解参数。

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。

网状Ti/TiO_2电极光电催化氧化若丹明B

用阳极氧化法制备出一种网状Ti/TiO2 电极 ,扫描电镜和拉曼光谱对电极表面TiO2 膜的形貌和晶体结构的检测结果表明 :膜的结构和性能受阳极氧化过程中氧化速率的影响 ,在控制实验条件下 ,锐钛型TiO2 是其主要结晶形态 .若丹明B的光电催化降解和光催化降解的实验结果表明 :外加偏压可以有效地提高有机物的光催化降解效率 .TOC的测定结果显示 ,在光电催化氧化过程中 ,若丹明B几乎完全矿化 .若丹明B在光电催化降解过程中 。

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。

稀土La掺杂Ti/Sb-SnO_2电极的制备及性能研究

采用浸渍法制备稀土La掺杂Ti/Sb-SnO2电极,以活性艳红X-3B为目标有机物,考察电极的电催化性能,对制备温度和La掺杂量进行了详细的实验研究,确定了适宜的制备条件为热处理温度450℃、La掺杂量0.7%。采用SEM、EDS、XRD、XPS等分析方法表征了电极的形貌、组成及结构。发现掺杂稀土La能降低界面电阻,使Sb元素向电极表面富集,电极中的Sb、La元素分别以Sb4+、La3+的形式存在。对空白电极和La掺杂Ti/Sb-SnO2电极进行了动电位扫描测定,考察了空白电极和La掺杂Ti/Sb-SnO2电极的析氧电位;并采用破损法测定它们的电极寿命。结果表明,La掺杂Ti/Sb-SnO2电极具有更高的析氧电位和更长的电极寿命。

烧结工艺对Ti/IrO_2电极在酸性溶液中电催化活性的影响

采用循环伏安(CV)与极化曲线测试了几种不同烧结工艺制备所得Ti/IrO2电极在酸性Na2SO4溶液中的电催化活性.对传统单一高温(500℃)烧结与改进的分段烧结及程序升温工艺进行了比较;扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学阻抗谱(EIS)测试表明,传统工艺所得电极裂纹形貌不明显,晶粒尺寸及电极的物理电阻均较大,电化学活性较低;改进工艺则可明显降低Ti基体的氧化,提高电极的导电性,其中程序升温还可使电极表面的裂纹增多,但若该工艺的起始温度较高,电极的表观活性下降.

Ru-Pd/Sn-Sb/Ti电极性能表征及其在废水处理中的应用

向二氧化钌(RuO2)电极中添加钯(Pd),制作以钌钯氧化物为表层、锡锑氧化物为中间层的型稳阳极(DSA)电极,并将该电极用于硝基苯废水的处理。通过试验确定电极表层的最佳烧结温度为450℃,Ru与Pd的量比n(Ru)∶n(Pd)=0.65∶1,最佳涂层为5层锡锑中间层、18层钌钯表层;对电极的微观分析和电化学测试表明,电极涂层表面晶粒细小且结合紧密,电催化氧化能力较强。对硝基苯废水的处理结果表明,该电极能够有效地去除水中的有机物,且阳极对有机物的降解作用明显。

电极活性材料Li_4Ti_5O_(12)的制备及其主要影响因素

在正交试验的基础上考察了烧结温度及时间、锂源对固相合成Li_4Ti_5O_(12)性能的影响.结果表明,烧结温度为最显著影响因素;恰当的温度与时间组合可以制备粒径小、结晶度好的产物,具有良好的电化学性能;硝酸锂为锂源制备的Li_4Ti_5O_(12)具有较好的高倍率充放电能力.以LiNO_3为锂源,空气气氛下800℃烧结12h,所得Li_4Ti_5O_(12)在大电流密度下充放电性能良好,1C、2C、5C时的放电容量分别达到了151、140、115mAh·g^(-1),且具有良好的可逆性.

柔性TiO_2纳米管薄膜电极的制备及其光电性能

采用水热合成法制备出TiO2纳米管,通过XRD、TEM和氮气等温吸附-脱附仪等测试手段对TiO2纳米管进行了表征.用烧结的TiO2纳米管和P25粉末混合制成薄膜电极,并研究了薄膜电极的表面形貌、染料吸附量和光电性能.研究表明,加入TiO2纳米管可以制备出机械稳定的薄膜;掺杂TiO2纳米管的含量越多,薄膜电极的染料吸附量越大;掺杂5%烧结纳米管粉末的薄膜电极的光电性能最好,其短路电流可达3.25mA,光电转换效率达到1.67%.

Ru0.7Si0.3O2/Ti电极电催化氧化处理硝基苯废水

制备了Ru0.7Si0.3O2/Ti电极,并以该电极作为氧化阳极,不锈钢为阴极,电催化氧化降解废水中硝基苯。实验结果表明,当硝基苯初始质量浓度为220 mg/L时,最佳条件为:电流密度25×10-3 A/cm2;Na2SO4作为电解质时加入量为8 g/L;溶液初始pH=2。在此最佳条件下,硝基苯去除率大于85%,TOC去除率大于50%,表明Ru0.7Si0.3O2/Ti阳极能有效去除废水中有机污染物;对中间产物的检测结果表明,硝基苯的降解是阴阳两极协同作用的结果。

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.

网状TiO_2/Ti电极的制备及染料的光电催化降解

用阳极氧化法制备出一种新型光电极——网状TiO2/Ti电极,用扫描电镜和拉曼光谱对电极表面TiO2膜的形貌和晶体结构检测.结果表明:膜的结构和性能受阳极氧化过程中氧化速率的影响;在控制实验条件下,锐钛型TiO2是其主要结晶形态.染料若丹明B的光电催化降解和光催化降解的实验结果表明:外加偏压可以有效地提高有机物的光催化降解效率.TOC的测定结果显示,在光电催化氧化过程中,若丹明B几乎完全矿化.