新型涂层阳极的制备及电催化氧化处理含酚废水研究

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1、分类号：O646密级：公开学校代码：11078保密日期：学号：2015177保密期限：广州大学学位论文（终稿）新型涂层阳极的制备及电催化氧化处理含酚废水研究焦新贺学科专业（领域）：化学工程研究方向：应用电化学论文答辩日期：指导教师（签名）：答辩委员会主席（签名）：答辩委员会委员（签名）：广州大学硕士学位论文广州大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明

2、确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：2018年6月日广州大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解广州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属广州大学。学校有权保留并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，允许学位论文被检索、查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印、数字化或其他手段保存、汇编学位论文。（保密论文保密期满后，适用本声明）本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：保密，在年解密后适用本

3、授权书。不保密。（请在以上相应方框内打“√”）学位论文作者签名：日期：2018年6月日导师签名：日期：2018年6月日新型涂层阳极的制备及电催化氧化处理含酚废水研究专业：化学工程姓名：焦新贺指导老师：陈姚副教授摘要苯酚是一类毒性强的有机物，对一切生物个体都有毒杀作用，随着环保质量要求的提高，对含酚废水的处理趋于绿色无害化。电催化氧化技术因在处理过程中不添加任何药剂、不产生二次污染等优点，深受污水处理行业的青睐。而作为电催化氧化的“心脏”－阳极，对降解效果产生较大的影响。本文首先筛选不同系列的贵金属（Ru-Ir）电极和Sn-Sb电极，采用烧结温度为5

4、50℃制备的Sn100Sb10（金属元素物质的量比，以下同）和Sn100Sb20阳极具有较高的析氧电位，降解苯酚模拟废水CODcr去除率最高可达到43.08%。进一步在Sn-Sb涂层中掺杂Ni和Cu元素，实验结果表明，当Sn:Sb:Cu=10:8:8（物质的量的比，以下同）时，降解苯酚模拟废水CODcr去除率最高可达到46.06%，面容比δ为36.47g/cm2。在此基础上，实验改用溶胶凝胶法制备Sn-Sb-Cu涂液，涂覆后，在160℃烘烤10min，在550℃烧结10min，反复进行10次，最后一次550℃烧结1h条件下制备的Sn100Sb8Cu8

5、涂层电极降解苯酚模拟废水，CODcr的降解率最高可达80.64%，其面容比δ为63.86g/cm2，是采用醇液热分解法制备的电极的面容比的1.75倍，采用此方法制备的电极在0.5mol/L的H22SO4及0.1A/cm电流密度下强化寿命为22h，是热分解法制备电极的6倍，且此种方法制备的涂层活性物质结晶细致、活性物质含量高。为了进一步提高阳极的使用寿命，分别加入Mn、Ir、Ru和T中间层制备涂层电极。结果表明，加入T中间层后，电极的强化寿命从22h(0.1A/cm2)提高到I广州大学硕士学位论文43h(0.1A/cm2)，CODcr降解率由80.64

6、%提高至81.51%，而加入Ir、Ru和Mn中间层制备的电极CODcr降解率分别为0、16.67%和81.51%。以上述方法制备最佳电极做为阳极，考察了pH值、电解质、温度、电流密度、降解时间等对降解效果的影响。实验结果表明，常温下加入Na2SO410g/L和2g/L的NaCl，降解100mg/L苯酚模拟废水，采用电流密度为30mA/cm2恒流降解2h后，CODcr去除率为100%，且降解过程中槽压稳定。实验采用最佳降解（模拟废水）工艺条件降解工业含酚废水，结果表明，降解初始COD为741mg/L的工业含酚废水，在常温下，加入Na2SO410g/L和

7、2g/L的NaCl为电解质，以30mA/cm2的电流密度降解2h后，CODcr去除量为697.99mg/L，CODcr的去除率为94.4%，面容比δ为65.01g/cm2。采用本研究结果降解含酚废水，CODcr去除效果佳，电极使用寿命长，有望在工业废水处理中应用。本研究采用溶胶凝胶法制备涂液，此种涂液在刷涂过程中对环境湿度的要求大大降低；用此涂层电极降解工业含酚废水，以Na2SO4作为电解质时，CODcr的去除达到94.4%，比文献报道同条件下提高了18.5%。而且首次引入T（与Ti形成互溶体），电极寿命较文献报道的锡锑电极提高了20倍以上。关键词：

8、溶胶凝胶法；CODcr去除率；DSA电极；电催化氧化；苯酚降解IIPreparationofNewCoati