PbO2-ZrO2纳米复合电极的脉冲电沉积制备及性能研究

被引量 : 0次 | 上传用户:chchchop
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
电极在电化学处理技术中处于核心的地位,相对于阴极反应,阳极反应条件一般比较苛刻,而且阳极材料极易损耗。因此,选择高效、稳定的阳极材料是目前的研究重点。在众多的阳极材料中,二氧化铅电极因具有较高的析氧电位、良好的耐腐蚀性能和相对较低的价格等优点,在电化学合成领域和有机污染物降解等方面有着广泛的应用。本文采用脉冲电沉积技术于硝酸铅镀液中制备PbO2电极,通过考察脉冲工艺条件对镀层沉积速率和极化曲线等的影响,确定了制备PbO2电极的最佳工艺条件:脉冲频率10Hz,占空比0.2,阳极峰值电流密度75mA/cm2。SEM和XRD结果表明,与直流电沉积PbO2电极相比,脉冲电沉积PbO2电极的表面更加细致均匀,为典型的金字塔型β-PbO2,且晶粒尺寸进一步减小。在2mol/L H2SO4溶液中,最优条件下制备的电极析氧电位明显正移,电化学性能得到提高。在2mol/L H2SO4溶液中,寿命达到71h。在脉冲制备PbO2电极的基础上,在镀液中加入ZrO2纳米颗粒,使镀层的性能进一步提高。根据单因素实验,考察了镀层的电化学性能及ZrO2纳米颗粒复合量,确定了PbO2-ZrO2纳米复合电极最佳工艺条件:当ZrO2纳米颗粒添加量为6g/L,脉冲频率为10Hz,占空比为0.2,峰值电流密度为75mA/cm2时,制备得到复合电极的ZrO2纳米颗粒的含量最高,达到7.2%(wt%)。SEM和XRD结果表明,脉冲电沉积PbO2-ZrO2纳米复合电极的表面平整且晶粒较细,为金字塔结构,计算其晶粒尺寸为8.7nm。在2mol/L H2SO4溶液中极化曲线测试表明,脉冲制备纳米复合电极析氧电位最大。做稳定性测试可知,纳米复合电极的使用寿命为298h,是直流电沉积二氧化铅复合电极的2倍,脉冲电沉积二氧化铅电极的4倍多。随着印染工业的迅速发展,大量的染料废水排放到环境中,成为水处理领域的难点。电催化氧化技术以其稳定、高效、反应条件温和、对环境友好的特性,成为近年来研究的热点。本文以脉冲电沉积的PbO2-ZrO2纳米复合电极为阳极,对亚甲基蓝模拟废水进行电催化降解。考察了电流密度、亚甲基蓝初始浓度、溶液pH、电解质浓度,对亚甲基蓝颜色去除率及COD去除率的影响。得到最优工艺条件为:亚甲基蓝初始浓度30mg/L,电流密度50mA/cm2,初始pH为3,电解质(Na2SO4)浓度0.20mol/L。在该工艺条件下,降解120min,亚甲基蓝颜色去除率达到100%,COD消解率达到72.7%。且亚甲基蓝电催化降解过程符合准一级反应动力学规律。由复合电极在亚甲基蓝溶液中不同扫速的极化曲线可知,其氧化峰电流随扫描速度的增加而增加,且峰电位随着扫描速度增大向正向移动。半对数处理得到的Tafel曲线为拟合良好的线性曲线。由复合电极在亚甲基蓝溶液中连续多圈循环伏安曲线可知,复合电极电催化性及稳定性均较好。
其他文献
面对日益恶化的水环境,水体治理越来越受到重视,清淤量逐年加大。淤泥很难直接加以利用,不仅污染环境同时占用大量土地资源。另一方面,公路填方材料传统的取材方式对生态环境造成
针对当前我国籽瓜加工机械生产效率低,瓜皮、瓜瓤、瓜籽分离不彻底,且经破碎取籽机破碎分离后的籽瓜各分离物的各项指标不能满足其籽瓜全利用加工生产线对其的后续加工要求的情
土木香(Inula helenium L.)为菊科旋覆花属多年生草本植物,广泛分布于中国各地、欧洲以及北美等地区。土木香以根入药,作为一种传统中药在中国有着广泛的应用,被历年《中国药典》
探究式教学法是一种以学生为主体教学方法,但在实施过程中应充分利用多媒体,才能使得探究式教学法发挥出其应有的教学效果。本文以中学物理教材为例阐述了多媒体如何在中学物理
随着城市化的发展,城市规模不断扩张,城市建设用地不断蚕食着生态环境用地。与此同时城市内部交通运输压力也在不断增加。城市轨道交通具有运量大、速度快、污染小、可靠性强
目前,我国陆地和海洋油气钻探过程中,复杂地层泥页岩水化引起的井壁稳定问题仍然突出,直接影响到油气井工程的安全、质量和效益,甚至关系到钻井的成败。因此,迫切需要研发新一代页
随着信息化浪潮的推进和互联网的普及,大众媒体已成为人们日常生活密不可分的一部分。我国媒体近年来的快速发展,使得众多学者开始关注这个机制在解决我国公司治理问题中所能发
实验从患病黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)病灶分离纯化病原菌,经ITS序列分析对其进行鉴定,开展人工感染试验,并利用纸片扩散法进行药物筛选。结果显示,分离菌株HSZJ01为本
声波超材料是一种新型人工复合材料,在波动载荷作用下由于结构的谐振可以得到传统材料不具有的新奇的材料属性,比如负等效密度等。这些属性使得超材料在低频隔声、声隐身设计等