釕系氧化物涂層電極的制備、表征及在水處理方面的應(yīng)用.pdf

1、難生化有機(jī)廢水是一類抗氧化能力強(qiáng)、毒性大、具有“三致”作用的廢水。其主要包括石化廢水、制藥廢水、垃圾滲濾液、印染廢水等。傳統(tǒng)生化、物化等方法很難對該類廢水達(dá)到預(yù)期的處理效果。
　　電催化氧化水處理技術(shù)因具有設(shè)備簡單、對環(huán)境和化學(xué)藥品依賴程度低、占地面積小、污泥產(chǎn)量小和操作彈性好等優(yōu)點而備受關(guān)注。陽極材料是該技術(shù)的核心，它對電化學(xué)反應(yīng)速率、反應(yīng)活性及能耗等都具有重要的影響，甚至能夠直接決定電化學(xué)反應(yīng)的成敗。
　　釕系電極是電極

2、工業(yè)中一類重要的電極，以往的研究主要是將其應(yīng)用于氯堿工業(yè)中，而將釕系電極應(yīng)用于水處理方面卻鮮有報道。本文制備了SnO2-Sb2O3-RuO2/Ti和SnO2-RuO2-Bi2O3-La2O3/Ti電極，對其進(jìn)行了X-射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）、循環(huán)伏安(CV)和強(qiáng)化電極壽命等表征，選取難生化降解的偶氮染料莧菜紅為目標(biāo)污染物，進(jìn)行電催化氧化處理。考察了電流密度、初始濃度、初始pH值、電解質(zhì)的種類及濃度等實驗條件對莧菜紅溶液降解

3、效率的影響，并提出了電催化氧化降解莧菜紅的動力學(xué)方程。具體研究結(jié)論如下：
　　首先，采用熱分解法制備了SnO2-Sb2O3-RuO2/Ti電極，考察了SnO2-Sb2O3-RuO2/Ti電極性能的主要影響因素。最佳制備條件為：煅燒溫度500℃，涂覆層數(shù)6層，n(Sn):n(Sb):n(Ru)=10:1:1。表征結(jié)果表明，SnO2-Sb2O3-RuO2/Ti電極主要由RuO2、Sb2O3晶體及固溶體組成；電極表面分布著深度較淺、范圍

4、較窄的裂縫，但并沒有出現(xiàn)大面積、高密度的碎片結(jié)構(gòu)；電極具有較高的氯氧選擇性；強(qiáng)化電極壽命可達(dá)27 h。考察了電流密度、溶液初始pH值、溶液初始濃度等實驗條件對電極電催化氧化莧菜紅降解效率的影響。發(fā)現(xiàn)莧菜紅脫色率隨電流密度的升高而升高；隨溶液初始pH值的增加而下降；莧菜紅初始濃度對莧菜紅降解的影響不明顯，但脫色量卻隨著初始濃度的升高而不斷升高。在電流密度為20 mA/cm2，溶液初始 pH值為3.02的條件下，當(dāng)Na2SO4濃度為1.02

5、 g/L時，處理120 min，莧菜紅脫色率可達(dá)90.51％；當(dāng)NaCl濃度為0.12 g/L時，處理莧菜紅24 min的脫色率可達(dá)78.92%。
　　其次，采用熱分解法制備了SnO2-RuO2-Bi2O3-La2O3/Ti電極，進(jìn)行了XRD、SEM、CV和強(qiáng)化電極壽命等表征。結(jié)果表明，電極表面主要是由 RuO2、SnO2、SnRuOx和 LaBiOz等晶體及固溶體組成；電極表面整體較為均勻平整，但局部卻存在較大凸起、缺陷；該電極

6、比SnO2-Sb2O3-RuO2/Ti電極具有更高的氯氧選擇性；但穩(wěn)定性較差，強(qiáng)化電極壽命僅7 h。考察了電流密度、溶液初始pH值、莧菜紅初始濃度等對電極電催化氧化莧菜紅降解效率的影響。發(fā)現(xiàn)莧菜紅脫色率隨電流密度升高而升高；隨著NaCl濃度的增大而升高，最佳初始pH值為5.09；Na2SO4的最佳濃度為2.03 g/L。在電流密度為20 mA/cm2，溶液初始pH值為5.09的條件下，當(dāng)Na2SO4濃度為2.03 g/L時，處理120m