高性能二氧化鉛電極的鍍制及應(yīng)用.pdf

1、作為一種綠色氧化技術(shù),電化學(xué)氧化處理方法處理方法在難降解廢水的預(yù)處理得到了廣泛的應(yīng)用。二氧化鉛電極作為一種價(jià)廉的不溶性陽極,是電化學(xué)氧化降解技術(shù)中最常用的陽極材料。本文根據(jù)二氧化鉛電極的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀,對(duì)高性能二氧化鉛電極的制備作了一些探索性的研究。
　　 在第三章,在在陶瓷管基基PTFE-PbO2電極上上電化學(xué)氧化法預(yù)處理了了酸性印染化工廢水。結(jié)果表明,在pH=0.85條件下,添加2 g·L-1氯化鈉支持電解質(zhì),電流密度為30

2、 mA·cm-2的條件下預(yù)處理預(yù)處理20 min后,COD去除率達(dá)到了43.4％,BOD/COD由0.034提高至至0.14。在處理成本相同的條件下,催化臭氧化降解酸性印染化工廢水16 min后,COD去除率僅僅有有27.7%,BOD/COD由0.034提高至至0.12。考慮到一次性投資和操作的方便性,電化學(xué)氧化法在在預(yù)處理這類廢水時(shí)這類廢水顯然具有更佳的效果,應(yīng)用前景十分看好。當(dāng)前,電化學(xué)氧化技術(shù)的核心問題是高性能陽極材料的研制,而作

3、為性價(jià)比較高的二氧化鉛電極,對(duì)其改性研究就顯得十分迫切了。
　　 在第四章,為了提高與環(huán)境的兼容性,工作,為了提高與環(huán)境的兼容性,工改良了二氧化鉛的鍍液配方,采用氨基磺酸鍍液來制備了二氧化鉛電極(以下記為Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ)。結(jié)果表明:Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ電極表面更加致密,晶粒高度細(xì)化,其物相結(jié)構(gòu)仍為β-PbO2。硫酸鈉溶液中的析氧行為研究表明,相比于硝酸鍍液制備得到的電極(以下記為Ti/PTFE-F-

4、PbO2-Ⅱ),Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ具有更高的析氧過電位,這一特性將有利于提高提高電氧化有機(jī)物過程中的的電流效率。在9 mol·L-1H2SO4中的強(qiáng)化電解壽命測(cè)試表明,Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ的強(qiáng)化電極壽命達(dá)到1160 h,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算公式,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算公式式,常規(guī)電解條件下其電解壽命可達(dá)6.64.年。Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ的長(zhǎng)壽命可能與其致密的表面結(jié)構(gòu)有關(guān)。致密的表面結(jié)構(gòu)可以阻止活性氧向鈦基體的遷移,使

5、得鍍層更穩(wěn)定,且不脫落。Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ電極降解對(duì)氯苯酚的結(jié)果表明,與Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅱ相比,Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ電極具有更高的降解效率(約10%),表現(xiàn)出很好的電氧化性能。對(duì)電鍍制備電鍍制備Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ電極的工藝條件優(yōu)化結(jié)果表明,鍍液最優(yōu)條件為電流密度為0.06 A·cm-2,溫度為40℃,磁力攪拌速率1300 r-cm-2,電沉積時(shí)間為1 h。
　　 在第五章,制

6、備了納米級(jí)二氧化鈦摻雜的Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ電極。在硫酸鈉溶液中的析氧行為研究表明,與未摻雜電極相比,摻雜納米級(jí)二氧化鈦的Ti/PTFE-F-PbO2-Ⅰ電極具有更高的析氧過電位,更大大的Tafel斜率和交換電流密度(3.41×10-5A·cm-2)。摻雜電極所具有的以上特性有利于延長(zhǎng)羥基自由基在電極表面存在的壽命,以提高電氧化降解有機(jī)物的電流效率。摻雜電極所具有的以上特殊有利于延長(zhǎng)羥基自由基在電極表面存在的壽命,以提高電氧