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磺胺二甲啼啶(Sulfamethazine,SMZ)是一种磺胺类抗生素,它广泛存在于环境中且具有持久性危害,运用电催化氧化法降解SMZ具有高效操作简单等优势。在电催化氧化过程中,电极材料是影响电催化氧化效果的决定性因素。Pb02电极具有导电性良好、化学稳定性强、制备方法简单低廉、析氧电位高等优势,是一种具有应用前景的电极材料。但是,其也存在着矿化能力和电流效率较弱、使用寿命有限等问题。本研究通过在表面活性层掺杂稀土元素对传统Pb02电极进行改性,制备电化学性能优越、电催化氧化能力强的高效Pb02电极,并以此作为阳极对SMZ进行电催化氧化,探究SMZ的电催化氧化降解机理。主要研究内容和结果如下:采用电沉积的方法,在表面活性层分别掺杂不同稀土元素(Ce、Er、Gd、La)对传统Pb02电极进行改性,成功制备了稀土改性二氧化铅电极(R-Pb02电极)。本文从微观结构和电催化氧化能力这两方面对R-Pb02电极的性能进行对比分析,得到性能最为优越的R-Pb02,定量分析稀土元素掺杂对电催化氧化的影响。(1)利用SEM、EDS、XRD和XPS等对R-Pb02电极的表面微观形貌和晶格结构进行表征。结果表明:与传统Pb02电极相比,R-PbO2电极晶粒尺寸更小、吸附氧(如·OH)含量比例更高,Er-Pb02电极吸附氧含量提升了 17%。(2)采用循环伏安法(CV)和线性极化曲线对R-Pb02电极的电化学性能以及电极使用寿命进行表征。结果表明:与未改性Pb02电极相比,R-Pb02电极的析氧电位(OEP)和伏安电荷量更高,反应活性位点增多,使用寿命增长。(3)对反应过程中产生的强氧化剂(·OH)进行测试,结果表明:与未改性Pb02电极相比,R-Pb02电极_OH生成能力和利用率均有所提升,其中Er-Pb02电极提升了 1.49倍。(4)以对硝基苯酚(p-nitrophenol,p-NP)作为目标污染物,比较研究R-PbO2电极的电催化氧化能力。结果表明:电催化氧化过程均符合拟一级动力学,不同Pb02电极电催化氧化p-NP的去除率大小顺序为:Er-Pb02>Gd-Pb02>La-Pb02>Ce-Pb02>Pb02,该结果与吸附氧相对含量大小顺序相一致。Er-PbO2降解p-NP的一级反应动力学参数(0.41)高于未改性Pb02电极的参数值(0.19)。(5)综上,通过各个参数比较,得到Er-Pb02电极的性能最优,并将其用于污染物的降解研究。(6)通过对稀土元素的Lewis值进行计算分析,发现稀土元素对于电催化氧化过程的影响与其自身的相对Lewis酸值存在正相关关系。采用电催化氧化法对SMZ进行降解,探究其降解机理。分别采用BDD电极、Er-Pb02电极(以下简称Pb02电极)以及Sn02电极作为阳极,研究电流密度对电催化氧化SMZ的影响,推测SMZ的降解路径。结果表明:(1)该反应过程均符合一级反应动力学。在40mA/cm2电流密度下,BDD电极对SMZ的去除效果最好,COD剩余率较低,矿化作用较好。Pb02电极在20mA/cm2电流密度下对SMZ的去除效果最好。在30mA/Ccm2电流密度下,Sn02电极对SMZ的去除效果最好,COD的去除率最高,矿化能力较好。(2)在电催化氧化过程中,设BDD对·OH的利用率为100%,得到Er-Pb02电极对·OH的利用率为97.59%,Sn02电极对OH利用率较弱为83.57%。(3)基于中间产物的检测结果和文献结论,推测降解过程主要通硝化反应、过磺酰胺S-N键断裂、苯胺基团的氧化等方式。