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目前,氯化重金属废水常用的处理方法有生物法、化学沉淀法、电化学法、离子交换法和吸附法等。采用电化学法处理废水,具有节省试剂、可与其他技术联用、二次污染少、设备体积小、操作方便等优点,被称为清洁处理法,但也存在能耗大、成本高等缺点,改进传统电化学处理工艺,促进氯化重金属废水治理领域的发展成为研究的热点。采用双膜三室电沉积工艺处理重金属氯化物废水,可在回收重金属的同时将氯再生为盐酸,具有高效节能、环境友好等优点。但目前市场上出售的阳离子交换膜,其选择透过性有待提高,少量氯离子会穿过阳离子交换膜,到达阳极表面发生析氯反应。氯气的产生会对工作人员健康、环境安全造成危害,而且会增加电沉积能耗、提高生产成本。电极是双膜三室电沉积工艺的核心元件,降低阳极的析氧电位,提高其析氧效率,可以间接地抑制氯气的产生。尺寸稳定性阳极(DSA)是将贵金属氧化物负载在钛基板上制得,其催化活性高、导电性好且耐腐蚀,目前已被广泛应用于氯碱工业、污废水处理、有机物氧化等众多领域。在氯化重金属废水处理中,需要阳极在强酸、高毒的条件下进行析氧反应,铱系DSA阳极稳定性高、电催化活性优良,能够适应氯化重金属废水处理的工作条件,因此在氯化重金属废水处理领域拥有广阔的应用前景。然而,单一的钛基涂铱阳极无法完全满足重金属氯化物废水处理的要求,其电催化活性、稳定性及使用寿命仍有待提高。二氧化硅(SiO2)具有无定形结构和高热稳定性,目前已被广泛用作二氧化铱(Ir O2)催化剂的改性剂以增强钛基铱系阳极的长期稳定性。二氧化铈(CeO2)富含氧空位、暴露高活性表面晶格氧且催化活性优良,在阳极涂层中掺杂CeO2有利于降低氧化物阳极析氧电位,提高析氧反应电催化活性。本研究在Ti/IrO2+SiO2电极涂层中掺杂了CeO2,制备了Ti/IrO2+SiO2+CeO2电极,探索了电极的最佳制备条件,并将Ti/IrO2+SiO2+CeO2电极与其它钛基商品电极(Ir-Ru、Ir-Ta-Sn、Ir-Ta、Ir-Sn)进行性能对比。通过SEM、EDS探究了电极表观形貌,通过循环伏安曲线、极化曲线、电化学阻抗谱及塔菲尔曲线分析了电极电催化性能及析氧机理,通过电沉积钴实验,测试了电沉积能耗、槽电压及氯气削减率。制备条件方面:采用热分解法制备钛基Ir-Si-Ce电极,控制活性涂覆溶液中各元素摩尔比为Ir:Si:Ce=(0.5-0.5x):(0.5-0.5x):x(摩尔百分含量x=0,2.5%,5%,7.5%,10%,15%,20%),煅烧温度为350℃、400℃、425℃、450℃、475℃、500℃,负载量为5.0g/m2、7.5g/m2、10g/m2、12.5g/m2。探究了Ce摩尔百分含量、煅烧温度、负载量对钛基Ir-Si-Ce电极电催化性能的影响,得出了最佳制备条件。各电极性能对比方面:将自制钛基Ir-Si-Ce、Ir-Si电极与钛基商品电极(Ir-Ta-Sn、Ir-Ru、Ir-Ta、Ir-Sn)进行对比。探究了钛基Ir-Si-Ce电极在电沉积处理重金属氯化物废水过程中的应用效果。实验结果表明:氧化物涂层负载量、涂层中Ce摩尔百分含量、煅烧温度均对电极性能产生了显著影响,Ti/IrO2+SiO2+CeO2电极的最佳制备条件为:负载量7.5g/m2,煅烧温度425-450℃,Ce摩尔百分含量10%。相比于商品电极(Ir-Ru、Ir-Ta-Sn、Ir-Ta、Ir-Sn)及Ir-Si电极,Ir-Si-Ce电极在电催化活性、槽电压、电积能耗、抑氯性能等方面性能更佳,氯气削减率高达97.5%,更适用于处理重金属氯化物废水。掺杂适量稀土Ce有利于抑制Ir O2晶粒析出、改善涂层表观形貌、提高电极电催化性能。提高煅烧温度能够改变Ti/IrO2+SiO2+CeO2电极的析氧反应机制。Ti/Ir O2+SiO2+CeO2电极涂层中电催化剂可能由不同的附聚物组成,电极表面运行的析氧反应机制是复合机制。本研究制备了一种适用于处理重金属氯化物废水的钛基氧化物阳极,一方面,通过降低阳极析氧电位、提高析氧效率的方式,间接地抑制氯气产生,降低生产成本,减轻环境污染。另一方面通过降低阳极制备成本、提高阳极稳定性与使用寿命的方式,在抑制氯气产生的同时兼顾了总体的经济效益。