本文關鍵詞：吸附性二氧化錫電極制備及電催化性能表征，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電化學氧化法具備處理效率高、設備簡單、易操作、反應速率快、不投加催化劑、環(huán)境友好等特點,是處理難降解廢水極具前景的技術。陽極特性是影響電化學氧化效率的關鍵。本文從電極微觀結構入手,制備出一種電催化性能高的新型陽極。通過模板劑輔助電沉積,以F127為模板制備吸附性摻銻二氧化錫(TiO2-NTs/m-SnO2-Sb)電極。制備條件確定為F127:Sn (Sb)摩爾比為0.0055：1,沉積電流密度2 mAcm-2,焙燒溫度450℃。利用SEM、EDS、XRD和BET測試技術對電極形貌、組成和結構表征,并與電沉積法制備的TiO2-NTs/SnO2-Sb電極和刷涂法制備的Ti/SnO2-Sb電極比較。結果顯示TiO2-NTs/m-SnO2-Sb電極Sn02粒子尺寸更小,SnO2涂層較好的覆蓋了基體；保留介孔結構,比表面積為87.9m2g-1,最可幾孔徑為3.8 nm。LSV和CV曲線表明,TiO2-NTs/m-SnO2-Sb電極具備更高的析氧電位和電化學比表面積。用TiO2-NTs/m-SnO2-Sb電極電催化氧化水中苯甲酸,反應符合準一級動力學,苯甲酸去除率達到90.3%,其反應速率常數分別是Ti/SnO2-Sb, TiO2-NTs/SnO2-Sb電極的2.5和1.5倍,且電極能耗更少。考察了TiO2-NTs/m-SnO2-Sb電極電催化氧化苯甲酸的影響因素,確定了處理20 mg-L-1苯甲酸的最優(yōu)條件為無水硫酸鈉7 g·L-1、電流密度20mA-cm-2,溶液初始pH 5。研究了苯甲酸降解過程,電催化氧化對苯甲酸及其中間產物都有降解效果�？梢酝茰y苯甲酸先被氧化成羥基苯甲酸和苯酚,苯環(huán)開環(huán)后進一步降解,最終生成小分子有機酸或完全礦化。測試了電極在1V電壓下的電吸附平衡量,其中TiO2-NTs/m-SnO2-Sb電極為45.1μg·cm-2。但電吸附對污染物去除的貢獻有限,苯甲酸去除主要通過電催化氧化過程。
【關鍵詞】：二氧化錫電極 苯甲酸 電催化氧化 電吸附
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;X703
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 研究背景11-13
• 1.1.1 水污染問題11
• 1.1.2 難降解有機物的分類和危害11-12
• 1.1.3 難降解廢水處理技術12-13
• 1.2 電化學氧化技術概述13-17
• 1.2.1 有機物的電化學氧化機理13-15
• 1.2.2 電極材料的開發(fā)研究15-16
• 1.2.3 鈦基金屬氧化物電極16-17
• 1.3 介孔材料概述17-18
• 1.3.1 介孔材料的特征17-18
• 1.3.2 介孔二氧化錫的研究進展18
• 1.4 電吸附技術概述18-19
• 1.5 論文研究思路與主要內容19-21
• 1.5.1 課題的研究思路19-20
• 1.5.2 課題的主要研究內容20-21
• 2 電極制備條件的優(yōu)化研究21-34
• 2.1 引言21
• 2.2 實驗儀器和試劑21-22
• 2.2.1 實驗儀器21-22
• 2.2.2 實驗材料及試劑22
• 2.3 電極的制備方法22-23
• 2.3.1 TiO_2納米管的制備22
• 2.3.2 摻銻二氧化錫活性層的制備22-23
• 2.4 電極的表征方法23-24
• 2.4.1 電極的表面形貌23
• 2.4.2 電極的晶體結構23
• 2.4.3 電極的比表面積23-24
• 2.4.4 電極的電化學性能24
• 2.5 制備條件對電極性能的影響24-33
• 2.5.1 模板劑用量的影響24-26
• 2.5.2 電流密度的影響26-28
• 2.5.3 焙燒溫度的影響28-33
• 2.6 本章小結33-34
• 3 電極性能的表征34-43
• 3.1 引言34
• 3.2 實驗儀器和試劑34-35
• 3.2.1 實驗儀器34-35
• 3.2.2 實驗材料及試劑35
• 3.3 電極的制備方法35-36
• 3.3.1 刷涂熱氧化法制備Ti/SnO_2-Sb電極35
• 3.3.2 電沉積制備TiO_2-NTs/SnO_2-Sb電極35-36
• 3.3.3 模板輔助電沉積制備TiO_2-NTs/SnO_2-Sb電極36
• 3.4 電極的表征和分析方法36-37
• 3.4.1 電極形貌和晶體結構表征36
• 3.4.2 電極電化學性能測試36-37
• 3.5 電極性能研究37-42
• 3.5.1 電極形貌分析37
• 3.5.2 元素定量分析37-38
• 3.5.3 晶體結構分析38-39
• 3.5.4 線性極化曲線39-41
• 3.5.5 循環(huán)伏安曲線41-42
• 3.6 本章小結42-43
• 4 電化學氧化法降解水中苯甲酸43-54
• 4.1 苯甲酸簡介43
• 4.2 實驗儀器和試劑43-45
• 4.2.1 實驗儀器43-44
• 4.2.2 實驗材料和試劑44
• 4.2.3 實驗方法44-45
• 4.2.4 分析方法45
• 4.3 電化學氧化法的反應動力學分析45-47
• 4.3.1 不同方法制備電極的電催化性能45-46
• 4.3.2 反應能耗46-47
• 4.4 影響反應速率的因素47-51
• 4.4.1 初始濃度47
• 4.4.2 電流密度47-48
• 4.4.3 電解質濃度48-49
• 4.4.4 溶液酸堿性49-51
• 4.5 苯甲酸在電極上的降解過程51-52
• 4.6 電吸附動力學52-53
• 4.7 本章小結53-54
• 5 結論54-56
• 5.1 結論54-55
• 5.2 建議55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-64
• 附錄64

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本文編號：441402