论文部分内容阅读
电化学氧化法具备处理效率高、设备简单、易操作、反应速率快、不投加催化剂、环境友好等特点,是处理难降解废水极具前景的技术。阳极特性是影响电化学氧化效率的关键。本文从电极微观结构入手,制备出一种电催化性能高的新型阳极。通过模板剂辅助电沉积,以F127为模板制备吸附性掺锑二氧化锡(TiO2-NTs/m-SnO2-Sb)电极。制备条件确定为F127:Sn (Sb)摩尔比为0.0055：1,沉积电流密度2 mAcm-2,焙烧温度450℃。利用SEM、EDS、XRD和BET测试技术对电极形貌、组成和结构表征,并与电沉积法制备的TiO2-NTs/SnO2-Sb电极和刷涂法制备的Ti/SnO2-Sb电极比较。结果显示TiO2-NTs/m-SnO2-Sb电极Sn02粒子尺寸更小,SnO2涂层较好的覆盖了基体；保留介孔结构,比表面积为87.9m2g-1,最可几孔径为3.8 nm。LSV和CV曲线表明,TiO2-NTs/m-SnO2-Sb电极具备更高的析氧电位和电化学比表面积。用TiO2-NTs/m-SnO2-Sb电极电催化氧化水中苯甲酸,反应符合准一级动力学,苯甲酸去除率达到90.3%,其反应速率常数分别是Ti/SnO2-Sb, TiO2-NTs/SnO2-Sb电极的2.5和1.5倍,且电极能耗更少。考察了TiO2-NTs/m-SnO2-Sb电极电催化氧化苯甲酸的影响因素,确定了处理20 mg-L-1苯甲酸的最优条件为无水硫酸钠7 g·L-1、电流密度20mA-cm-2,溶液初始pH 5。研究了苯甲酸降解过程,电催化氧化对苯甲酸及其中间产物都有降解效果。可以推测苯甲酸先被氧化成羟基苯甲酸和苯酚,苯环开环后进一步降解,最终生成小分子有机酸或完全矿化。测试了电极在1V电压下的电吸附平衡量,其中TiO2-NTs/m-SnO2-Sb电极为45.1μg·cm-2。但电吸附对污染物去除的贡献有限,苯甲酸去除主要通过电催化氧化过程。