【摘 要】
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电催化氧化技术可通过阳极氧化过程有效处理有机污染物,且不添加额外的氧化剂,不会造成二次污染,反应条件温和可控。电催化阳极性能对电催化氧化效果有着至关重要的影响,然而非活性电极作为典型电催化阳极,其TiO2中间层存在导电性差、稳定性差的问题,本课题针对这方面问题,开发了两种镍掺杂纳米管修饰非活性电极,改善了电极的导电性和稳定性,论文的主要研究内容和结果如下:镍掺杂纳米管阵列修饰二氧化铅（Ni-Ti/
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电催化氧化技术可通过阳极氧化过程有效处理有机污染物,且不添加额外的氧化剂,不会造成二次污染,反应条件温和可控。电催化阳极性能对电催化氧化效果有着至关重要的影响,然而非活性电极作为典型电催化阳极,其TiO2中间层存在导电性差、稳定性差的问题,本课题针对这方面问题,开发了两种镍掺杂纳米管修饰非活性电极,改善了电极的导电性和稳定性,论文的主要研究内容和结果如下:镍掺杂纳米管阵列修饰二氧化铅（Ni-Ti/Ni-TiO2-NTs/α,β-Pb O2）电极制备及电催化降解酚类模拟废水的研究。首先,利用阳极氧化法在Ni-Ti基体上原位生成Ni-TiO2-NTs结构,再利用电沉积法依次负载了α-Pb O2中间层和β-Pb O2催化层,成功制备了镍掺杂纳米管阵列修饰二氧化铅（Ni-Ti/Ni-TiO2-NTs/α,β-Pb O2）电极。场发射电子显微镜（SEM）表明α-Pb O2中间层具有弯曲针状的微观形貌,β-Pb O2催化层具有“龟裂”状微观形貌;X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）分析表明其基底层、中间层和催化层组成分别为Ni-TiO2-NTs、α-Pb O2和β-Pb O2。镍掺杂纳米管阵列增强了电极稳定性,使其具有较高的析氧电位2.63V,工作寿命长达1083 h。以苯酚为处理对象,3 h去除率达到84.5%,COD去除率达到51.7%。在保持良好降解效果的同时,相对传统Ti/α,β-Pb O2电极其电流效率增大了1.50倍,降低了33.48%的能耗。镍掺杂纳米管阵列修饰锡锑（Ni-Ti/Ni-TiO2-NTs/Sn O2-Sb）电极制备及电催化降解酚类模拟废水的研究。依次采用阳极氧化法和溶胶凝胶法在Ni-Ti基体上原位生成Ni-TiO2-NTs基底层和Sn O2-Sb催化层,成功制备了镍掺杂纳米管阵列修饰锡锑（Ni-Ti/Ni-TiO2-NTs/Sn O2-Sb）电极。SEM分析表明Ni-TiO2-NTs基底层具有高度有序、垂直生成的纳米管阵列状的微观形貌,Sn O2-Sb催化层具有均匀致密排列的纳米粒子状微观形貌;XRD、EDS、XPS分析表明其基底层组成为Ni-TiO2、催化层组成为Sn O2-Sb。制备电极的析氧电位提高至2.3 V,工作寿命延长至653 h。以苯酚为处理对象,3 h的苯酚降解率高达87%,COD去除率达到54.2%,相对传统Ti/Sn O2-Sb电极其电流效率增大了1.57倍,降低了59.92%的能耗。
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