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由于缺乏有效的处理方法,难降解有机物污染物的治理成为水处理领域的难点,极大地影响着人类的生活环境。电催化氧化技术具有优良的处理有机污染物的能力,逐渐引起人们的重视。但由于对有机物污染物降解过程的电极过程研究不够深入,限制了电催化氧化技术的应用。本文以苯酚为目标降解物,以稀土掺杂SnO2电极为阳极,采用循环伏安(CV)、极化曲线、交流阻抗(EIS)等电化学分析法研究了苯酚在电极表面降解的电极过程。主要研究内容如下:本课题制备了稀土Dy、Nd、Eu、Gd掺杂SnO2(Re/SnO2)电极以及未掺杂稀土的SnO2电极共五种电极,每种稀土选择三个不同掺杂含量作为对比。采用循环伏安、极化曲线、交流阻抗等电化学分析法表征稀土掺杂SnO2电极。实验结果表明每种稀土掺杂电极的稀土掺杂含量存在一个最佳值(原子量之比)为Dy:Sn为1:200、Nd:Sn为1:200、Eu:Sn为1:50、Gd:Sn为1:50,这与本实验室以前通过电极降解苯酚效果确定的稀土最佳含量一致;同时通过电化学分析法表征的电极电催化性能与电极降解苯酚效果一致:Nd-SnO2电极〉Dy-SnO2电极〉Gd-SnO2电极〉Eu-SnO2电极〉SnO2电极。实验表明,利用电化学方法可以表征电极电催化性能,为电极的表征提供了新的思路。本课题采用电化学分析法研究了目标降解物苯酚在稀土掺杂SnO2电极表面降解的电极过程,研究结果表明苯酚在电极表面降解的电极过程是由扩散步骤控制,苯酚在电极表面电极过程中发生的反应是不可逆的;研究了苯酚在稀土掺杂SnO2电极表面电极过程动力学,实验结果表明苯酚在电极表面扩散系数D0为2.27×10-4cm2/s;苯酚在电极表面发生的氧化反应遵循一级动力学方程,反应速率常数k=0.0212s-1;验证了在苯酚降解过程中羟基自由基起重要作用,并测试了苯酚在降解过程中可能出现的中间产物的循环伏安曲线,并根据分析结果推测了苯酚在电极过程忠的苯酚降解历程:苯酚首先吸附于电极表面,而后转化成对苯酚、邻苯酚,然后在电极表面氧化为苯醌,苯醌迅速被氧化为简单有机酸,有机酸最后变为二氧化碳和水。