發(fā)布時(shí)間：2021-01-07 04:25

　　電催化氧化工藝發(fā)展至今,有三個(gè)問題需要解決。一需開發(fā)具有高活性選擇性及穩(wěn)定性的電極,二需完善有機(jī)污染物電催化氧化機(jī)理,三需推廣電催化氧化工藝的工業(yè)化應(yīng)用。針對(duì)這三點(diǎn),本論文首先通過二甲基硅油改性制備了具有疏水表面的高效鈦基PbO₂形穩(wěn)電極。其次,以此電極對(duì)酚類廢水的降解入手,深入探討了疏水電極在電催化過程中具有高催化活性選擇性和穩(wěn)定性的機(jī)理。最后,根據(jù)實(shí)際工程情況設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單的電催化反應(yīng)器。將二甲基硅油改性的Ti/Sn-SbO_x/PbO₂-PDMS進(jìn)行SEM、EDS、CA、XRD表征。Ti/Sn-SbO_x/PbO₂-PDMS電極表面致密無損,利于提高電催化活性及增加電極壽命。PDMS主要以不可逆吸附的方式存在于β-PbO₂層,并為電極帶來疏水性。XRD分析表明電極表面β-PbO₂層覆蓋完整,從晶體結(jié)構(gòu)看,具有較小的PbO₂晶粒,且晶型分散,可見PDMS的添加未改變PbO₂的電結(jié)晶機(jī)理,但抑制了... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電催化氧化降解有機(jī)污染物理論模型

可知不論是有機(jī)物在電極表面吸附并直接轉(zhuǎn)移電子的直接電催化氧化，還是有機(jī)物與吸附于電極表面的 OH 發(fā)生反應(yīng)的間接電催化氧化，均與電極表面吸附位狀況相關(guān)。倪晉仁等人[23]探究了 BDD、Ti/SnO2-Sb/PbO2和 Ti/SnO2-Sb 電極對(duì)對(duì)硝基苯酚的降解，其中，羥基自由基捕獲實(shí)驗(yàn)表明三種電極電解水產(chǎn)生的羥基自由基總量：BDD ≈ Ti/SnO2-Sb ＜ Ti/SnO2-Sb/PbO2。而降解實(shí)驗(yàn)中 BDD 電極的降解速率常數(shù)和電流效率是遠(yuǎn)高于另兩種電極的。為了解釋這個(gè)現(xiàn)象，提出了游離羥基自由基的概念，認(rèn)為在間接氧化過程中，羥基自由基不僅吸附于電極表面，還存在游離于電極表面之外的游離羥基自由基，游離羥基自由基更少參與析氧副反應(yīng)，具有更高的降解效率。如圖 1-2。隨后對(duì)此進(jìn)行了驗(yàn)證，根據(jù)不同對(duì)位取代酚的初始表面濃度，哈密特常數(shù)與化學(xué)反應(yīng)速率三者之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn) Ti/SnO2–Sb 的化學(xué)反應(yīng)速率與對(duì)位取代酚的初始表面濃度正相關(guān)，其表面主要為吸附羥基自由基；BDD 電極的的化學(xué)反應(yīng)速率與哈密特常數(shù)正相關(guān)，故其生成的羥基自由基存在形式主要為游離羥基自由基；而 Ti/SnO2-Sb/PbO2電極為游離羥基自由基和吸附羥基自由基的共同作用。

指電解過程中尺寸穩(wěn)定的長壽不溶性陽極。常用微米膜沉積在金屬基體上制備而成。鈦基 PbO2形穩(wěn)電極底電沉積PbO2，有效解決了早期PbO2電極易斷裂損、在工業(yè)生產(chǎn)中難以加工制作等問題。bO2電極材料性能與制備方法物有 PbO2和 PbO 兩種形式。其中，PbO2屬于 n 型半物，導(dǎo)帶占有態(tài)高于計(jì)量比 PbO2的費(fèi)米能級(jí)，故具-3 所示，PbO2存在兩種晶體結(jié)構(gòu)：斜方晶系的 -Pb兩種晶體結(jié)構(gòu)可由 XRD 鑒別。兩種晶體結(jié)構(gòu)中 Pb4系的 -PbO2相鄰八面體采用共用非相對(duì)邊的形式排O2的相鄰八面體結(jié)構(gòu)采用共用相對(duì)邊的形式排列，呈達(dá)式可以寫成 PbO2-(x H2O)，式中 表示理想當(dāng)量體中存在的一部分水分子。Ruestsch 等人[40]提出了 Pb-x-y(Pb2+)y(O2)2-4x-2y(OH )4x+2y，式中 x 表示陽離子空離子位的分率。


本文編號(hào)：2961908