In掺杂Ti/Sb-SnO电催化电极的制备及其性能研究

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本文采用溶胶-凝胶法制备In掺杂Ti/Sb-SnO2电极,通过对对硝基苯酚(p-NP)的电催化氧化降解效率考察,优选In掺杂Ti/Sb-SnO2电极制备工艺条件;并对In掺杂Ti/Sb-SnO2电极电催化效率的主要因素:热处理温度和In掺杂量进行了研究。结果显示热处理温度以600℃为宜,掺杂量以Sn:Sb:In摩尔比为100:10:0.15为宜;采用SEM、XRD等分析方法表征了电极的形貌、组成及结构。对空白电极和In掺杂Ti/Sb-SnO2电极进行了电极的阳极极化线性扫描,考察了空白电极和In掺杂Ti/Sb-SnO2电极的析氧电位;并采用破损法测定它们的电极寿命。结果表明In掺杂Ti/Sb-SnO2电极具有更高的析氧电位和更长的电极寿命。另外本文还研究了以制备的In掺杂Ti/Sb-SnO2电极为阳极,钛板为阴极,在自制的玻璃槽中,对硝基苯酚(p-NP)模拟废水进行电催化氧化降解的实验研究;系统地研究了反应时间、电流密度、电解质浓度、初始pH值等因素对电催化氧化对硝基苯酚(p-NP)降解效果的影响;结果显示随着反应时间的增加,对硝基苯酚(p-NP)的降解效率也增加,最后趋于平缓,当降解120min时降解效率达到97.2%;随电流密度增加,对硝基苯酚(p-NP)的降解效率增大,但达到20mA/c㎡后,再提高电流密度会导致副反应的发生,使对硝基苯酚(p-NP)降解效率有所下降。随着电解质浓度的增加,对硝基苯酚(p-NP)降解效率增加,但当电解质浓度增加到0.03mol/LNa2SO4后,对有机物的降解的提高基本无作用;酸性条件下对对硝基苯酚(p-NP)降解效率最高。最终确定In掺杂Ti/Sb-SnO2电极为阳极降解p-NP的适宜工艺条件是反应时间为120min,电解质Na2SO4浓度为0.03mol/L,电流密度为20mA/c㎡;同时研究了电流密度、电解质浓度、初始pH值等因素对p-NP的电催化氧化降解动力学的影响分析,结果显示p-NP的电催化氧化降解符合一级反应动力学特征。并利用液相色谱和离子色谱检测了对硝基苯酚电解产物,并初步分析了对硝基苯酚的降解途径。
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