稀土La掺杂Ti/Sb-SnO2电极电催化氧化对硝基苯酚

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随着现代工业和经济的快速发展,水污染已成为多国家所面临的严峻问题,阻碍着社会可持续发展的进程。有毒、难生物降解有机污染物的治理因缺乏有效的处理方法成为水处理领域的难点。本论文以电催化氧化技术为核心处理工艺、对硝基苯酚(p-NP)为目标污染物,进行了有毒、难生化有机污染物处理的实验研究。采用溶胶-凝胶法制备稀土La掺杂Ti/Sb-SnO2电极,以对硝基苯酚(p-NP)为目标有机物,考察电极的电催化性能,对制备温度和La掺杂量进行了详细的实验研究,确定了适宜的制备条件为热处理温度450℃、La掺杂量0.8%。采用SEM、EDS、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La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La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La掺杂Ti/Sb-SnO2电极具有更高的析氧电位和更长的电极寿命。本论文对硝基苯酚(p-NP)废水降解的影响因素、降解动力学等进行了研究,结果表明,电流密度、电解质浓度、初始浓度对p-NP降解效果影响较大,p-NP的降解过程遵循一级动力学方程,总反应动力学方程为:Ct=C0exp(-0.6606C-0.2893J-0.2176M-0.1908。液相色谱和离子色谱检测结果显示,在羟基自由基进攻下,硝基从分子中脱除,生成了对苯二酚,对苯二酚在羟基自由基的作用下进一步生成苯醌等中间产物,这些中间产物被进一步氧化开环,氧化成小分子有机酸如甲酸、乙酸等,最终彻底氧化成二氧化碳和水。
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