改性Ti-MnO2電極的制備及電催化性能研究.pdf

1、水污染問題成為人們目前亟待解決的問題之一，電化學氧化技術以其環(huán)境友好性的特點，特別是可以直接或間接地將難生物降解有機物氧化降解等優(yōu)點引起了人們的廣泛關注。本文分別以熱分解及陽極電沉積法制備Ti/MnO2電極并對其進行改性研究。采用了掃描電子顯微鏡(SEM)，能譜(EDS)及X射線衍射(XRD)等表征方法對所制備電極的微觀形貌、元素組成及相組成進行了分析，以電極的循環(huán)伏安、極化曲線、Tafel曲線及交流阻抗等電化學性能及苯酚降解性能研究為

2、主要指標，對Ti/MnO2電極性能進行研究，確定了電極的制備工藝條件。
　　 本文在熱分解法制備電極過程中，研究了稀土La的摻雜和錫銻氧化物中間層的引入對電極電催化性能的影響，結果表明：在相同的苯酚降解條件(降解時間1.5h，100mL100mg L-1苯酚)，未經(jīng)過改性研究的Ti/MnO2電極苯酚的去除率是75.42％，含錫銻氧化物中間層的Ti/MnO2電極苯酚的去除率是78.46%、而2%稀土La摻雜的Ti/MnO2電極苯酚

3、的去除率是86.83%，說明經(jīng)過兩種條件改性的Ti/MnO2電極的電催化活性均有所提高，尤其是適量稀土La摻雜能使二氧化錳晶粒得到細化，對苯酚有較好的催化性能。陽極電沉積法制備Ti/MnO2電極過程中，分別在Mn(CH3COO)2·4H2O和MnSO4電解液中，通過采用循環(huán)伏安、極化曲線、Tafel曲線及交流阻抗等電化學方法對所制備的Ti/MnO2電極進行測試分析及對苯酚降解性能的研究，優(yōu)化了電極Mn2+離子濃度、電流密度及電沉積溫度，

4、確定了電極的最佳制備工藝參數(shù)。通過對兩種錳鹽電解液中制備的Ti/MnO2電極表面結構與苯酚降解性能之間的關系進行研究，研究中將兩種錳鹽電解液最佳工藝條件下制備的Ti/MnO2電極相結合，制備了乙酸錳.硫酸錳改性Ti/MnO2電極。并對底表層電沉積時間進行研究，通過電化學手段及苯酚降解性能研究，確定了最優(yōu)的底表層電沉積時間組合，并將其與兩種未改性的Ti/MnO2電極對比研究，經(jīng)過改性的Ti/MnO2電極較未改性的Ti/MnO2電極，電極結

5、構穩(wěn)定性增強，電催化活性提高。結果表明：陽極電沉積改性Ti/MnO2電極與兩種電解液中未改性的Ti/MnO2電極相比，苯酚氧化峰電流及電極的析氧電位明顯提高，進而電極的直接電催化氧化能力及間接電催化氧化能力增強。在相同的苯酚降解條件下，乙酸錳電解液中未改性Ti/MnO2電極苯酚去除率為60.12%，硫酸錳電解液中未改性Ti/MnO2電極苯酚去除率為82.43%，改性Ti/MnO2電極苯酚去除率可達到89.43%，電極的穩(wěn)定性增強，電催化