【摘 要】
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电催化氧化因具有多功能性、氧化能力强、环境兼容性等优势被视为一种降解染料废水的高效方法。Pb O2电极因具备析氧电位高、矿化能力强等特点也备受重视。但传统Pb O2电极因存在基底层钝化、活性层的脱落、使用寿命短等问题均限制了其在电催化技术中的进一步推广。基于此,为提高Pb O2电极的电催化活性以及稳定性,本研究以Ti为基体,通过对基底与中间层的改性处理,制备高性能的Pb O2阳极材料,并用于染料废
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电催化氧化因具有多功能性、氧化能力强、环境兼容性等优势被视为一种降解染料废水的高效方法。Pb O2电极因具备析氧电位高、矿化能力强等特点也备受重视。但传统Pb O2电极因存在基底层钝化、活性层的脱落、使用寿命短等问题均限制了其在电催化技术中的进一步推广。基于此,为提高Pb O2电极的电催化活性以及稳定性,本研究以Ti为基体,通过对基底与中间层的改性处理,制备高性能的Pb O2阳极材料,并用于染料废水电催化氧化降解的研究。主要结论如下:（1）通过扫描电子显微镜（SEM）、极化曲线以及循环伏安曲线（CV）的对比对电极制备条件进行优化,确定Ag作为电极的掺杂元素,活性层的电镀时间为2h;使用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）对Ti/TiO2-Ag/Sn O2-Sb/Pb O2电极的形貌特征、晶体结构和元素价态进行分析,测试结果表明复合电极的中间层均完整负载并在一定程度上改变了活性层Pb O2的表面结构,提高了电极电催化活性;Ti/Pb O2与Ti/TiO2-Ag/Sn O2-Sb/Pb O2两种电极的SEM与XRD对比表明构筑后的电极具有光滑致密的结构和更细致的晶粒尺寸;（2）将Ti/Pb O2电极、Ti/TiO2/Sn O2-Sb/Pb O2电极与Ti/TiO2-Ag/Sn O2-Sb/Pb O2电极分别应用于酸性金黄G与罗丹明B两种模拟染料废水,通过对比得到复合Pb O2电极对两种染料废水的COD去除率分别达到了90.57%和91.14%,实现了有机物的完全矿化;脱色率与染料去除率接近100%且对伪一级动力学的拟合效果最佳;此外复合Pb O2电极在反应的每一阶段均保持较高的电流效率与较低的能耗值;通过对比Ti/TiO2-Ag/Sn O2-Sb/Pb O2与Ti/Pb O2两种电极紫外吸收光谱图进一步说明复合Pb O2电极对两种模拟染料废水显著的降解优势。（3）通过对Ti/Pb O2、Ti/TiO2/Sn O2-Sb/Pb O2、Ti/TiO2-Ag/Sn O2-Sb/Pb O2三种电极体系的加速寿命与电化学性能进行测试,深入研究了电极化学稳定性增强与电催化性能提升的本质原因。测试结果表明Ti/TiO2-Ag/Sn O2-Sb/Pb O2电极具有最强的电极寿命（440h）、最大的电化学活性面积（0.43cm~2）、总伏安电荷量（10.8578C）以及析氧电位值（1.74V）,最小的电荷转移电阻（4.03Ω）与Tafel斜率(281.78 m V·dec-1)。上述测试结果进一步证实了复合Pb O2电极兼具较高的化学稳定性与电催化活性。本论文有图35幅,表14个,参考文献122篇。
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