DSA電極的制備與性能測(cè)試.pdf

1、DSA電極是一種以鈦為基體，金屬氧化物為活性層的電極。廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè)和環(huán)保行業(yè)。在冶金工業(yè)中，由于電鍍液中的Cl-比較高，電鍍過程中，陰離子向陽極移動(dòng)，陽離子向陰極移動(dòng)。在陽極，析出電位較低的物質(zhì)優(yōu)先析出，在陰極，析出電位較高的物質(zhì)優(yōu)先析出。根據(jù)電位較低的物質(zhì)在陽極優(yōu)先析出的原則，氯氣比氧氣優(yōu)先析出。陽極產(chǎn)生氯氣后不僅污染環(huán)境，而且會(huì)影響電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量。由于目前使用的陽極為Ti/IrRu電極，制備成本較高。所以，需要制備出一種析氧催

2、化能力較強(qiáng)，制備成本較低的陽極。在環(huán)保行業(yè)中，含有環(huán)狀有機(jī)物的工業(yè)廢水，COD濃度高，可生化性能差，采用常規(guī)的處理方法很難達(dá)到良好的處理效果，由于采用電化學(xué)水處理工藝時(shí)，析氧電位較高的陽極能夠產(chǎn)生氧化能力很強(qiáng)的·OH，對(duì)有機(jī)污染物質(zhì)有很好的處理效果，所以，析氧電位較高的陽極被廣泛應(yīng)用于電化學(xué)水處理工藝中。
　　本文以Ti為基體，用SnCl4﹒4H2O和SbCl3混合溶液作為中間層的電鍍液，采用先電沉積然后在高溫下灼燒的方法制備出中

3、間層?；钚詫拥闹苽涔に嚥捎脽岱纸夥?，涂液選用一定濃度的Mn(NO3)2溶液，制備出了Ti/SnO2+Sb2O3/MnOX電極，然后在活性層中添加 Ru元素對(duì) Ti/SnO2+Sb2O3/MnOX電極進(jìn)行了改性，制備了 Ti/SnO2+Sb2O3/ MnOX+RuOY電極?？疾炝酥虚g層和活性層的制備溫度、活性層的涂覆量以及活性層中Mn和Ru的比例對(duì)電極析氧催化活性和穩(wěn)定性能的影響，優(yōu)化了制備參數(shù)。采用循環(huán)伏安(CV)、線性掃描(LSV)、

4、開路電壓等方法對(duì)自制電極進(jìn)行測(cè)試，借助顯微鏡測(cè)試手段對(duì)電極形貌進(jìn)行表征。最后采用自制的Ti/SnO2+Sb2O3電極對(duì)苯酚模擬廢水進(jìn)行電化學(xué)降解實(shí)驗(yàn)，考察了電解質(zhì)的濃度、溶液的pH值、溶液的溫度、電流密度和苯酚的初始濃度對(duì)苯酚和COD去除率的影響。
　　研究表明：（1）中間層的制備溫度為500℃時(shí)，晶體能夠發(fā)育完全，晶體顆粒細(xì)小，中間層表面致密均勻，制備的Ti/SnO2+Sb2O3/MnOX電極具有較好的析氧催化性能和電化學(xué)穩(wěn)定性

5、能。（2）活性層的制備溫度在400℃時(shí)，由于活性層中的氧化物晶體主要為α-Mn2O3與β-MnO2兩種晶體，提高了Ti/SnO2+Sb2O3/MnOX電極析氧活性，增強(qiáng)了電極的導(dǎo)電性。（3）活性層的涂覆量在34g/㎡時(shí)，電極的性能較好，既不會(huì)影響電極的析氧性能，也不會(huì)降低電極的壽命。（4）Mn(NO3)2中摻入Ru元素后，活性層的制備溫度在400℃時(shí)，由于Mn的氧化物晶體和Ru的氧化物晶體都能夠很好的發(fā)育，活性層與中間層形成了很好的固溶

6、體，所以Ti/SnO2+Sb2O3/MnOX+RuOY電極的析氧電位最低，電化學(xué)穩(wěn)定性能最好。（5）活性層中的Mn：Ru最優(yōu)比例為100：1。（6）活性層中摻入Ru后，不僅電極的析氧電位降低了，而且穩(wěn)定性能也得到了提高。（7）采用自制的Ti/SnO2+Sb2O3電極對(duì)苯酚模擬廢水降解時(shí)發(fā)現(xiàn)：電解質(zhì)的濃度、溶液溫度和電流密度三個(gè)因素對(duì)苯酚和 COD去除率的影響作用相同，都成正相關(guān)；溶液的pH值逐漸增大時(shí)，苯酚和COD的去除率先增大后減小，