钛基氧化物涂层电极在污水处理方面的研究

【摘要】： 本文以提高钛基锡锑氧化物涂层阳极的应用性能为目的,向表面活性层中掺杂第三种元素,或加入贵金属氧化物中间层,对锡锑氧化物阳极进行了改性。实验中对所制备电极的物理性质进行了测量,并以涂刷热分解氧化法制备的SnO_2-Sb_2O_3-CeO_2/SnO_2-Sb_2O_3/Ti、SnO_2-Sb_2O_3-CoO_2/SnO_2-Sb_2O_3/Ti和SnO_2-Sb_2O_3- CoO_2/IrO_2/Ti电极作为阳极,以等离子喷涂法制备的TiOx/Ti电极作为阴极对生活污水处理进行了一系列的研究,并对酱油废水CODCr的降解和脱色进行了初步研究。 主要研究结果如下: 1)热分解温度500℃,锡锑铈原子质量比为100:10:1,是刷涂热分解法制备SnO_2-Sb_2O_3-CeO_2/SnO_2-Sb_2O_3/Ti阳极的最佳条件; 2)带有Ir02中间层的电极和表面涂层中掺杂钴的电极是一种较有前途的阳极; 3) SnO_2-Sb_2O_3-CeO_2/SnO_2-Sb_2O_3/Ti阳极具有良好的导电性能和电催化氧化性能,可以有效降解生活污水,对酱油废水的脱色效果显著。 4) TiO_x/Ti电极作为阴极槽电压稳定,不易结垢,是一种很好的阴极材料。 5)通过扫描电镜显示,锡锑铈和锡锑钴的原子质量比为100:10:1时,涂层分布均匀;向表面活性层中掺杂的第三种元素所占比例增大时,“龟裂”现象严重。 6)电流密度和电解时间是影响电极反应的主要因素。 7)界面电场、电解液性质、极化作用、阳极的钝化、阴极结垢和电化学起泡等问题对电化学反应有着一定的影响。 【关键词】：钛基氧化物涂层电极 电化学 废水处理 扫描电镜分析 热分解法
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘 要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 引言10-24
• 1.1 研究课题的提出10-11
• 1.2 电化学方法降解废水中有机污染物的基本原理11-15
• 1.2.1 电化学氧化11-12
• 1.2.2 电化学还原12-13
• 1.2.3 内电解法13
• 1.2.4 电凝聚13-14
• 1.2.5 电气浮14
• 1.2.6 电沉积14
• 1.2.7 电渗析14
• 1.2.8 电吸附14-15
• 1.3 电化学方法的研究现状15-22
• 1.3.1 重金属离子的回收和去除15
• 1.3.2 难生物降解有机废水的处理15-18
• 1.3.3 水的杀菌消毒18-19
• 1.3.4 化学修饰电极材料的研制及应用19-21
• 1.3.5 电解反应器结构形式的研制21
• 1.3.6 放电方式的改变21
• 1.3.7 电化学法降解废水的局限性21-22
• 1.4 研究目的和内容22-24
• 第二章 金属氧化物电极的制备24-34
• 2.1 金属氧化物电极基体的选择24
• 2.2 基体表面的预处理24-26
• 2.3 金属氧化物电极表面涂层的选择26-27
• 2.3.1 金属氧化物电极涂层的选择条件26
• 2.3.2 本实验电极表面涂层的选择26-27
• 2.4 金属氧化物电极中间层的选择27-29
• 2.5 金属氧化物涂层电极的制备29-34
• 2.5.1 影响电极性能的几个因素29
• 2.5.2 涂层液的组分和反应控制温度29-31
• 2.5.3 金属氧化物涂层电极的制作方法31-32
• 2.5.4 阴极的选择与制备32-34
• 第三章 金属氧化物电极的筛选34-45
• 3.1 涂层组分的筛选34-38
• 3.1.1 电阻率的测定34-35
• 3.1.2 污水处理效果的比较35-38
• 3.2 涂层中铈元素所占最佳比例的确定38-44
• 3.2.1 电镜透射扫描图的对比38-42
• 3.2.2 电阻率的测定42
• 3.2.3 污水处理效果的比较42-44
• 3.3 本章小结44-45
• 第四章 有机废水处理实验45-60
• 4.1 生活污水处理实验45-53
• 4.1.1 静态实验45-49
• 4.1.2 动态实验49-53
• 4.2 酱油废水处理实验初步探讨53-54
• 4.2.1 实验设计53
• 4.2.2 实验结果分析53-54
• 4.3 影响电化学反应的因素分析54-60
• 4.3.1 界面电场对电极反应速度的影响54-55
• 4.3.2 电解液性质和电极材料及其表面状态的影响55
• 4.3.3 极化作用55-56
• 4.3.4 阳极的钝化56-58
• 4.3.5 阴极结垢58-59
• 4.3.6 电化学起泡59-60
• 第五章 结论与建议60-63
• 5.1 结论60-61
• 5.2 建议61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-68

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