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由于电解法制备臭氧的主要缺点在于生产单位臭氧的能耗较高,而要解决该问题的关键在于提高电极的性能,因此新型电极的研究或对电极制备条件的完善仍是研究的根本所在。本文在综述电化学法制备臭氧中电极的研究和使用情况的基础上,提出了采用纳米TiO2颗粒掺杂的PbO2电极作为电解法制备臭氧中的阳极以改善PbO2电极的催化活性和稳定性。用纳米复合电镀技术制备了TiO2掺杂的PbO2电极,并利用该电极电解中性电解液制备臭氧。电镀电流密度为30mA/cm2时,添加0.02g/L SDBS,PT-501A TiO2掺杂的PbO2电极的臭氧生成效率与纯PbO2电极相比明显提高,极间距为3cm条件下,磁力分散下制得的电极的最高电流效率由10.86%提高到12.22%。超声分散下制得的电极的最高电流效率由12.76%提高到13.46%,但TiO2的掺杂对电极的耐腐蚀性并没有改善。研究了电流密度(J)、颗粒的粒径大小及投加量、表活剂的投加、PTFE的添加等条件对TiO2掺杂效果的影响。通过XRD和XRF对电极进行表征,结果表明所有的电极主要为β-PbO2晶型,且TiO2的掺杂并没有改变PbO2的晶型结构,掺杂后的PbO2晶体更加细化致密。结合电极在电解制臭氧中的电流效率可知,并非TiO2的掺杂量越大电极的催化性能就越高。在本实验中,超声分散下,添加0.03g/L SDBS,平均粒径100nm的PT-501A TiO2掺杂后的电极电解制臭氧的电流效率比纯PbO2电极高约2.3%。颗粒在镀液中的浓度为7.512.5g/L掺杂效果最好。Fe3+的投加对电极的催化性能有害。阴离子表面活性剂的投加对臭氧生成的电流效率有促进作用。在电镀电流密度为20mA/cm2时,添加0.03g/L SDBS,PT-501A TiO2掺杂的PbO2电极的臭氧生成效率达到15.02%。考察了电解液的流量、电流密度、电解液浓度等因素对电解制备臭氧的影响,结果显示流量在127.68mL/min时最优,同时电流效率随着电解液浓度及电流密度的增大而变大。