電催化氧化工藝發(fā)展至今,有三個問題需要解決。一需開發(fā)具有高活性選擇性及穩(wěn)定性的電極,二需完善有機污染物電催化氧化機理,三需推廣電催化氧化工藝的工業(yè)化應用。針對這三點,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)定性的機理。最后,根據(jù)實際工程情況設計了簡單的電催化反應器。將二甲基硅油改性的Ti/Sn-SbO_x/PbO₂-PDMS進行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,從晶體結構看,具有較小的PbO₂晶粒,且晶型分散,可見PDMS的添加未改變PbO₂的電結晶機理,但抑制了... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學浙江省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

電催化氧化降解有機污染物理論模型

可知不論是有機物在電極表面吸附并直接轉移電子的直接電催化氧化，還是有機物與吸附于電極表面的 OH 發(fā)生反應的間接電催化氧化，均與電極表面吸附位狀況相關。倪晉仁等人[23]探究了 BDD、Ti/SnO2-Sb/PbO2和 Ti/SnO2-Sb 電極對對硝基苯酚的降解，其中，羥基自由基捕獲實驗表明三種電極電解水產生的羥基自由基總量：BDD ≈ Ti/SnO2-Sb ＜ Ti/SnO2-Sb/PbO2。而降解實驗中 BDD 電極的降解速率常數(shù)和電流效率是遠高于另兩種電極的。為了解釋這個現(xiàn)象，提出了游離羥基自由基的概念，認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，具有更高的降解效率。如圖 1-2。隨后對此進行了驗證，根據(jù)不同對位取代酚的初始表面濃度，哈密特常數(shù)與化學反應速率三者之間的關系，發(fā)現(xiàn) Ti/SnO2–Sb 的化學反應速率與對位取代酚的初始表面濃度正相關，其表面主要為吸附羥基自由基；BDD 電極的的化學反應速率與哈密特常數(shù)正相關，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，導帶占有態(tài)高于計量比 PbO2的費米能級，故具-3 所示，PbO2存在兩種晶體結構：斜方晶系的 -Pb兩種晶體結構可由 XRD 鑒別。兩種晶體結構中 Pb4系的 -PbO2相鄰八面體采用共用非相對邊的形式排O2的相鄰八面體結構采用共用相對邊的形式排列，呈達式可以寫成 PbO2-(x H2O)，式中 表示理想當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：2961908