铁基金属氧化物电极的制备及其电催化氧化苯酚研究

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1、万方数据中图分类号UDC0646540硕士学位论文学校代码!Q§三3密级公珏钛基金属氧化物电极的制备及其电催化氧化苯酚研究PreparationandelectrocatalyticoxidationofTi-basedmetal—oxideelectrodesforphenol周礼化学分析化学化学化工学院司士辉教授论文答辩日期垫丝!塞圣≥答辩委员会主中南大学2014年5月名业向所师姓专方氛教者科究皖导作学研学指学位论文原创性声明嘞万方数据本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得

2、的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：随日期：——年一月一日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学

3、校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：匪L日期：——年一月一日导师签日期：妇日_7万方数据钛基金属氧化物电极的制备及其电催化氧化苯酚研究摘要：本文以钛基金属氧化物电极的制备和改性为主要内容，开展了电极电催化氧化苯酚性能、改性以及苯酚降解工艺条件优化等方面的研究工作。具体研究内容和结果如下：(1)采用电沉积法制备了Ti／Sn02一Sb203、Ti／Sn02．Sb203／Pb02和Ti／Sn02．Sb20

4、3／Mn02三种电极。运用SEM、循环伏安法、析氧极化曲线、Tafel曲线和电极寿命测试分别对电极进行了表征，同时分析了电极电解生成的HO·自由基，并以苯酚为目标物，比较了三种电极的电催化活性。实验结果表明，Ti／Sn02一Sb203电极的析氧电位最高，生成HO·自由基最多，电催化活性最强，对苯酚的降解率为85．9％，但其使用寿命和耐腐蚀性能不如Ti／Sn02．Sb203／Pb02电极。苯酚在各电极上的氧化降解均遵循一级反应动力学方程。(2)通过往电镀液中添加不同浓度的表面活性剂TritonX一100对Fe

5、．Pb02电极进行改性，制备了高活性的Fe—Pb02／TX一100电极。采用SEM、XRD、析氧极化曲线、Tafel曲线和电极寿命测试对电极进行表征，分析了电极电解生成的HO·自由基，并通过苯酚降解实验来比较不同浓度的TritonX一100对电极电催化活性的影响。实验结果表明，表面活性剂可以控制电沉积过程中电极表面晶粒的生长速度，从而使得其晶粒尺寸变小，电极比表面积增大，电催化活性增强。苯酚降解实验表明当TritonX．100的浓度为6mmol／L时，Fe—Pb02电极电催化活性最强，对苯酚的降解率为89．

6、8％。电化学实验结果表明改性后电极的析氧电位上升、使用寿命延长、耐腐蚀性增强、电极产生的HO咱由基也增多。(3)使用Ti／Sn02一Sb203／Fe．Pb02／TX一100电极处理模拟苯酚废水，考察了电解质的浓度、电流密度、苯酚起始浓度、电极间距、溶液pH值五种工艺条件对苯酚降解的影响。实验结果表明该电极降解苯酚的最佳工艺条件为：电解质浓度为O．5mol／L、电流密度为60mA／cm2、苯酚起始浓度为250mg／L、电极间距为2cm、pH=7。在最佳工艺条件下，2h后苯酚的去除率可达83．7％。以异丙醇为H

7、O·捕获剂，并通过紫外可见光谱对苯酚的降解机理进行初步探究。图29幅，表10个，参考文献72篇。关键词：金属氧化物电极，电催化活性，表面活性剂，改性，苯酚分类号：0646万方数据Preparationandelectroca切lyticoxidationofTi—basedmetal·oxideelectrodesforphenolAbstract：ThispaperfocusedonthepreparationandmodificationofTi—basedmetal—oxideelectrodes．T

8、heelectrocatalyticoxidationperformanceforphenol，modificationandprocessconditionsoptimizationforphenoldegradationofelectrodeswerestudied．Thespecificresearchcontentsandresultsweresummarizedasfollows：Ti／Sn02一Sb2