銅納米柱修飾錫銻電極的制備及其在耦合過程中的應(yīng)用.pdf

1、鈦基氧化錫銻電極Ti/SnO2-Sb是電催化氧化法水處理工藝中較為有效的電極體系，但普遍存在能耗較高、導(dǎo)電性不夠理想、電極穩(wěn)定性較弱等不足，催化活性也有待進(jìn)一步提升。本文首次使用高度線性有序的銅納米柱陣列對基體進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計，由AAO模板輔助電沉積法制備出具有大比表面積、高催化活性與穩(wěn)定性、低電荷傳遞阻力的銅納米柱修飾鈦基錫銻電極Ti/Cu-NRs/SnO2-Sb，并將其應(yīng)用于電催化氧化與納濾的耦合過程中，研究電極體系差異對耦合過程水

2、處理性能的影響。
　　本文首先對Ti/SnO2-Sb電極與Ti/Cu-NRs/SnO2-Sb電極進(jìn)行物理表征，SEM對比研究結(jié)果表明，銅納米柱均勻的分布在基體表面，直徑為200-300nm，長度約2um。Ti/Cu-NRs/SnO2-Sb電極催化層形貌更為均勻致密，結(jié)構(gòu)缺陷較少。經(jīng)XRD測試，基體表面覆蓋良好，銅柱使得催化層的晶胞參數(shù)明顯減小。這種高度有序的一維納米結(jié)構(gòu)所形成的三維空間，能夠為催化劑提供較大的負(fù)載空間和充足的溶質(zhì)分

3、子吸附位點與反應(yīng)位點。
　　Ti/Cu-NRs/SnO2-Sb電極具有較高的析氧電位，為2.17V。銅納米柱結(jié)構(gòu)的存在使得Ti/Cu-NRs/SnO2-Sb電極的比表面積大幅提高，伏安電荷量為傳統(tǒng)電極1.8倍。銅柱在SnO2-Sb催化層中起著類似導(dǎo)線的作用，明顯改善電極體系的電荷傳遞路徑與阻力，EIS測試結(jié)果證實，Ti/Cu-NRs/SnO2-Sb電極的電化學(xué)阻抗僅為Ti/SnO2-Sb電極的15.4％。銅柱的存在同樣使得電極穩(wěn)定

4、性有了較大提升，強(qiáng)化壽命測試結(jié)果表明，Ti/Cu-NRs/SnO2-Sb電極的強(qiáng)化壽命為Ti/SnO2-Sb電有的1.6倍。
　　AR73染料廢水的催化降解過程中，采用Ti/Cu-NRs/SnO2-Sb電極的色度去除率比Ti/SnO2-Sb電極高出10%。銅柱使得電極體系的整體電荷傳遞阻力減小，降解過程槽電壓下降0.7V，AR73降解80%時，能耗下降24.5%。電催化降解能耗的降低，使得Ti/Cu-NRs/SnO2-Sb電極在水