三維電極材料的制備及其染料脫色性能的研究.pdf

1、電化學高級氧化技術在難降解廢水的處理中發(fā)揮著重要的作用，是當今處理廢水很有前景的方法，其中電催化氧化技術和電芬頓技術受到研究者廣泛關注。電極材料在電化學高級氧化技術中處于關鍵位置，其性能的好壞直接決定了電化學氧化技術的處理效果。三維泡沫材料比表面積大、孔隙率高，能有效提高物質(zhì)傳輸效率，增大反應接觸面優(yōu)化電極性能。因此，對以三維泡沫材料為基體的三維電極進行研究具有重要意義。
　　本文采用電沉積法以CNT海綿為基體制備了三維大孔PbO

2、2電極及三維TiN-PbO2電極。通過SEM、XRD表征手段發(fā)現(xiàn)，三維PbO2電極表面呈角錐狀均勻分布，為β型PbO2。由EIS、CV、亞甲基藍脫色實驗等測試表明，三維 PbO2電極具有很好的電催化活性，其對亞甲基藍染料的脫色率為90.4％，在相同的制備條件下，平板PbO2電極的脫色率僅為68.8%。通過加入TiN納米材料對三維PbO2電極進行改性，當加入TiN的濃度為4mmol L-1時，電極的電催化活性最好，相應染料時的脫色率達96

3、.6%，比未加入TiN的二氧化鉛電極提高了6.86%。
　　采用電泳沉積法以泡沫鎳為基體制備三維CNT電極，將其作為電芬頓體系的基礎陰極材料，分別選用二氧化錳和聚苯胺對三維 CNT電極改性，采用直流電沉積法制得三維CNT-MnO2和CNT-PANI復合電極。通過考察沉積時間、沉積電流密度、沉積溫度等因素對陰極原位產(chǎn) H2O2能力的影響，確定了制備復合電極的最佳條件。實驗分別以三維CNT-MnO2和CNT-PANI電極為陰極構建了電

4、芬頓體系，選擇亞甲基藍為目標分解物，通過控制Fe2+的初始濃度、pH、電流密度、染料濃度、曝氣量等影響因素對電芬頓體系的操作條件進行優(yōu)化，結(jié)果表明，三維CNT-MnO2復合電極在電芬頓體系中的最佳操作條件為：電流密度10mA cm-2、pH=4、曝氣量為1.0L min-1、Fe2+的初始濃度為5mmol L-1，該條件下電芬頓體系中亞甲基藍的脫色效果最好，脫色率達96.8%。將三維CNT-PANI復合電極應用于電芬頓體系對染料進行脫色