掺杂PbO2／Ti电极的制备及电催化性能分析.pdfVIP

维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第 3O卷 第 3期 2006年 6月 JOURNAlOFDAQING PETROIEUM INSTITUTE VoI_3O No．3 Jun． 2006 掺杂 PbO2／Ti电极的制备及 电催化性能分析 温 青 ，张宝宏 ，殷金玲 ，赵立新 (1．哈尔滨工程大学 化工学院，黑龙江 哈尔滨 150001； 2．大庆石油学 院 机械科学与工程学 院，黑龙江 大庆 163318) 摘 要：为提高普通 PbOz电极的性能，以电沉积法制备了分别掺杂 Fe，Co，Ni的钛基 PbOz新型改性 电极，优化并 确定 了电极 的制备工艺 ；以对硝基苯酚为 目标污染物 ，考察了电极的电催化氧化性能}探讨 了对硝基苯酚 的降解动力学 ， 其降解符合表观拟一级反应动力学关系．分析结果表明：掺杂 Fe，Co．Ni的改性 电极的电催化性能优于普通钛基 Pb02 电极 ，且掺铁电极催化性能最高 ，降解 1h对硝基苯酚的去除率为84 ，处理成本 比普通钛基 PbOz电极的成本降低 1／3， 有较好的环保应用前景． 关 键 词 ：电催化 ；对硝基苯酚；阳极极化曲线 中图分类号 ：TQa50．5 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—1891(2006)03—0069—03 0 引言 电催化氧化技术因其处理设备小、操作简单、易实现 自动化、无二次污染等优点，在有机废水处理上倍 受关注n]．该技术是通过电极催化产生氧化性极强的羟基 自由基 ，有效地降解有机物．该法可使有机物 彻底矿化 ，或使难生化有机物转化为可生化有机物 (如芳香物开环氧化为脂肪酸)，使有毒有害的有机物转 化为低毒无害的物质，提高废水可生化性 ，在难生化有机物的处理方面呈现 出良好的应用前景．在电催化 反应过程中，电极处于 “心脏”地位 ，是实现电化学反应及提高电解效率的关键因素，因此 ，寻找和研制催化 活性高、导电性好、耐腐蚀、寿命长的阳极材料，降低处理成本是研究的热点和重点． PbO。电极在水溶液 中电解时具有析氧 电位高、氧化能力强、耐蚀性好等特征 ，因而 目前 已应用于无 机和有机化合物电解生产 、环境污染控制方面．PbO。电极的活性和稳定性可以通过在 PbO。涂层中掺杂 一 些其它金属或非金属元素得到改善[3]．为进一步提高PbO。电极性能，实验制备了掺杂Fe，Ni，Co的新 型改性 PbO。电极 ，以对硝基苯酚 (P—NP)为模型污染物 ，研究掺杂 电极对特定有机废水 的电催化性 能 _5_，并讨论了降解动力学，为高效电极材料的研制和电催化氧化技术的实际应用提供数据． 1 实验 1．1 试剂与仪器 硝酸铅 、硝酸 、氟化钠 、对硝基苯酚 、硫酸钠、硝酸铁、硝酸镍 、硝酸钴等试剂均为分析纯 ；Agilent8453 分光光度计 ，IM6e(ZAHNERelektrik，德国)电化学工作站． 1．2 掺杂 PbO：电极 (1)预处理．3mm厚钛板分别用 100，600目砂纸打磨抛光，将打磨过的钛板置于 硼(NaOH)为 40 溶液中浸泡 30min，然后在训(H。SO )为20 的溶液 ，95℃以上 、酸蚀刻处理 2h，使基体表面呈银灰色的 均匀麻面，增强其与PbO。镀层之间的结合力． (2)制备．镀液配方 ：0．1mol／L的Pb(NO。)2，0．1mol／L的HNO3，0．05mol／L的Fe“，Co抖 ，Ni”， NaF少量 ；工艺条件 ：板间距为 1．5cm，电流密度为 14mA／cm ，搅拌条件下电沉积 2h，分别制备掺杂 收稿 日期 ：2006一O4一O1；审稿人 ：丁 伟 ；编辑 ：任志平 基金项且：黑龙江省科技攻关项 目(2OO5G1785—00) 作者简介 ：温 青(1967一)，女，博士生，副教授 ，主要从事水处理方面的研究 维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报