三种钛基修饰电极的制备及其对邻硝基苯酚的电化学降解研究

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邻硝基苯酚作为一种难降解的有机污染物,可长期存在于环境中,给环境和人类健康造成危害。电化学方法作为一种环境友好型技术,逐渐地被广泛应用于有机污染物的处理与处置。与此同时,电化学处理方法作为一种清洁处理方法,在反应过程中基本不需要加入化学试剂,设备简单,特别是在与其他技术的联合使用后,给处理带来了极大的便利,这些特性吸引了国内外科学工作者的目光。  本文建立在如何选取合适的电极材料和使用这些电极对有机污染物进行电化学降解,通过制备的几种电极对邻硝基苯酚的电化学降解过程探讨,来研究电化学降解的特点与电极的性能。文章具体内容如下:  (1)首先系统的介绍了有机污染物种类,并针对它们在环境中造成的危害及已有的处理方法做了简要介绍,然后详细的阐述了电化学降解有机物污染物的技术、特点,论述了目前一些氧化物电极的制备方法,最后,提出本篇论文的设想。  (2)利用阳极氧化技术的方法在纯钛表面制备TiO2/Ti电极,并通过SEM手段对其表面进行表征。利用制备的TiO2/Ti电极作为阳极、以Pt丝电极作为阴极电化学降解邻硝基苯酚。分别对影响电化学降解的因素,如体系的pH、电流强度、电解质浓度进行探讨。使用紫外-可见光谱和液相色谱技术,对降解的过程中的产物进行定性、定量的测定。结果表明:制备的纳米TiO2电极对邻硝基苯酚具有的较高的电化学催化性能。对降解过程阳极效率和瞬时电流效率及其动力学因素进行了探讨。  (3)以电沉积的方法制备了F-PbO2/TiO2/Ti电极,并利用制备的电极作为阳极,电化学降解邻硝基苯酚,发现pH、电流强度及电解质浓度均对邻硝基苯酚的降解有所影响,并根据所依据的实验仪器,提出最佳反应条件:pH=5、电流强度为50mA,电解质浓度为0.1mol/L。同时也探讨了电流效率与降解过程的动力学。  (4)采用共沉积的方法制备 F-PbO2-MnO2/TiO2/Ti电极。它能够有效地降解邻硝基苯酚,当pH=6、电流强度为50mA、电解质浓度为0.1mol/L时,具有最佳的降解效果。  (5)比较制备的三种电极对邻硝基苯酚的处理效果,提出可能的反应机制,并探讨了各种氧化物电极对有机物的催化降解机理。
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