Ti/SnO_2-Sb_2O_3和Ti/SnO_2-Sb_2O_3/PbO_2-Fe阳极电催化氧化染料废水的试验研究

本文采用Ti/SnO2-Sb2O3和Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2-Fe电极,以酸性橙II、茜素红、亚甲基蓝作为研究对象,考察电催化氧化法对不同染料的模拟废水的处理效果。结果表明:经60min电解后,初始浓度同为100mg/L的模拟废水,酸性橙II的去除率在80%左右,茜素红的去除率均在65%以上,亚甲基蓝的去除率仅为45%左右。结合染料的化学结构,对电催化氧化法降解酸性橙II的效果要比茜素红和亚甲基蓝好的原因进行了分析。

稀土Nd改性纳米TiO2-NTs/SnO2-Sb电极的制备、结构及性能

采用溶剂热法制备了稀土Nd掺杂TiO_2-NTs/SnO_2-Sb电极,以苯酚作为典型有机物,考察了电极组成、结构与电极电催化效能的关系,实验结果表明,Nd的掺杂量对电极电催化性能有较大的影响,当前驱液中Nd/Sn原子摩尔百分比为3%时,电极的电催化活性最佳,对苯酚浓度及TOC的降解速率较空白电极(Nd0%)提高了60%及52%。利用SEM及XRD分析方法对所制备的电极进行了形貌及晶形结构的表征,并计算了电极表面SnO_2晶胞参数以及平均粒径,结果显示,适量地掺杂Nd元素后,电极表面更加致密,SnO_2平均粒径变小。通过XPS分析电极表面元素组成,并计算电极表面吸附氧含量,结果表明,由于Nd元素的存在,降低了涂层中晶格氧(O_(lat))的含量,减弱了电子的吸引作用,促使了Sn^(4+)周围电子云密度升高,从而电极表面Sn元素特征衍射峰表现为向低结合能方向偏移。与空白电极(Nd0%)相比,改性后的电极(Nd3%)涂层表面Sb含量下降,且吸附氧(O_(ads))含量上升,为空白电极的1.6倍。EPR测试结果进一步证实了改性后电极性能提高的机制,Nd元素的引入,增加了电极涂层表面氧空位的浓度,使得电极涂层表面各元素的化学环境发生改变。掺杂改性后,电极的析氧电位以及产羟基自由基能力均得以提升,从而促使电极催化活性大大增强。

Ti/SnO_2-Sb_2O_5/PbO_2电极的制备及降解不同污染物性能研究

采用溶胶凝胶法和电沉积法分别制备了Ti/SnO2-Sb2O5/PbO2电极的中间层和表面活性层,并通过XRD和SEM对电极的中间层和表面活性层进行了相关表征.结果表明,制得的电极表面为β型PbO2,表面形貌均匀致密.同时,采用线性伏安扫描和交流阻抗测试对电极的电化学性能进行了测试.结果表明,电解液中污染物的存在可提高电极的析氧电位,中间层的制备可以有效提高电极的催化性能.另外,通过测定电极对苯酚、靛蓝胭脂红、甲基橙3种不同类型污染物的去除率、COD去除率,研究了该电极对不同类型有机物的降解规律.结果表明,在相同条件下该电极对靛蓝胭脂红的去除速率较高且所需电压最低,降解1 h时靛蓝胭脂红去除率即达100%,甲基橙降解3 h时其COD去除率高达55%.

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。

电催化氧化法处理生活污水研究

研究制作了3种金属氧化物修饰电极:Ti/SnO2-Sb2O3、Ti/RuO2-IrO2、Ti/SnO2-Sb2O3-MnO2/PbO2,用这3种电极电解葡萄糖溶液,筛选出了处理效果最好的电极——Ti/SnO2-Sb2O3-MnO2/PbO2电极。通过Ti/SnO2-Sb2O3-MnO2/PbO2电极电解葡萄糖溶液实验,研究了电解时间、电流密度、电解质浓度等因素对电解效果的影响。

电催化氧化处理三唑类杀菌剂模拟废水

以三环唑和丙环唑为特征污染物,研究了Ti O2-NTs/Sn O2-Sb/Pb O2电极电催化氧化处理模拟废水中三唑类杀菌剂的机理。实验结果表明,电催化氧化对废水中三唑类杀菌剂的降解符合一级动力学关系,且降解速率为:丙环唑>三环唑。利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和离子色谱仪(IC)对电催化氧化降解三环唑和丙环唑溶液产生的中间产物和最终产生的有机酸和无机离子进行检测分析,推断出废水中三唑类杀菌剂电催化氧化的降解路径。通过斑马鱼实验得出电催化氧化对废水中三环唑急性毒性的削减幅度较大,对丙环唑的削减幅度较小。