电催化法处理船舶压载水阳极的制备及性能研究-环境工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 分类号： 密级： U D C ： 编号： 专业硕士学位论文 （工程硕士） 电催化法处理船舶压载水阳极的制备 及性能研究 硕士研究生 ：刘 蔓 指 导 教 师 ：陈 野 教授 学 位 级 别 ：工程硕士 工 程 领 域 ：环境工程 所 在 单 位 ：材料科学与化学工程学院 论文提交日期 ：2014 年 4 月 11 日 论文答辩日期 ：2014 年 6 月 13 日 学位授予单位 ：哈尔滨工程大学 万方数据 万方数据 Classified Index: U.D.C: A Dissertation for the Professional Degree of M.Eng （Master of Engineering） Researh on Preparation and Performance of Anode For Electrocataytic Treatment Of Ships Ballast Water Candidate: Liu Man Supervisor: Prof. Chen Ye Academic Degree Applied for: Master of Engineering Engineering Field: Environment Engineering Date of Submission: Apr.11, 2014 Date of Oral Examination: Jun.13, 2014 University: Harbin Engineering University 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。 有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注 明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声 明的法律结果由本人承担。 作者（签字）： 日期： 年 月 日 哈尔滨工程大学 学位论文授权使用声明 本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作 的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送 交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进 行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的 全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一 署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。 本论文（□在授予学位后即可 □在授予学位 12 个月后 □解密后）由哈尔滨工程大 学送交有关部门进行保存、汇编等。 作者（签字）： 导师（签字）： 日期： 年 月 日 年 月 日 电催化法处理船舶压载水阳极的制备及性能研究 摘 要 船舶压载水未经处理即排放，会造成被排放水域生态环境和食物链的破坏。如何高 效、安全的治理船舶压载水并且达标排放已经成为当代研究热点之一。其中钌系涂层钛 电极被广泛应用到处理船舶压载水的工程领域中。但是，由于原材料价格昂贵，并且实 际使用寿命并不理想，所以如何增加它的使用寿命成为众多学者研究的热点之一。 本文采用溶胶凝胶法将 Ir 元素掺入单纯的钌钛涂层钛电极中，发现 Ir 元素的掺入 可以有效的提高电极的强化使用寿命，将电极的寿命由原来的 5h 提高到 35h，并且提高 了电极的析氧电位和氯氧电位差。在此基础上，再次考察了涂覆层数对 Ru-Ir-Ti/Ti 电极 的电催化性能的影响，借助 SEM、XRD、交流阻抗测试、循环伏安测试、TRO 测试以 及电流效率测试，确定了 30 层为最佳涂覆层数，此时电极表面活性点数目最高，拥有 较高的氯氧电位差，加速寿命达到了 138h，电流效率也达到了 73.99%。 在确定了最佳涂覆层数的基础上，通过掺杂 Sn 元素来提高电极的电催化性能和使 用寿命。实验结果表明，经过元素 Sn 的掺杂改性，电极的使用寿命增加到了 175h，氯 氧电位差也由原来的 0.450V 增加到 0.550V，并且相比较未掺 Sn 的电极，掺杂 Sn 的电 极更适合同时处理海水和淡水。 在上述实验的基础上，制备了 30 层的一面涂覆 Ru-Ir-Ti 溶胶，另一面涂覆 Sn-Sb-Ir 溶胶的双面电极。通过一系列测试，可以发现，双面电极使氯氧电位差由原来最优的 0.550V 增加到了 0.593 V，同时拥有理想的加速寿命，并且经电解不同浓度的 NaCl 溶液 测试可知，双面电极较之前的 30 层 Ru-Ir-Ti/Ti 电极更适合处理海水和淡水。 关键词：钌钛电极；船舶压