钛基金属氧化物电极的制备及性能

采用聚合物前驱体法制备了Ti/SnO₂-Sb₂O₃电极,再通过恒电流电沉积法制备了 Ti/SnO₂-Sb₂O₃/PbO₂和Ti/SnO₂-Sb₂O₃/MnO₂电极。采用SEM技术对3种金属氧化物电极表面的形貌进行了表征,并分别以3种电极为阳极进行了苯酚的电催化氧化实验。实验结果表明：电解时间为2.5 h时,Ti/SnO₂-Sb₂O₃电极、Ti/SnO₂-Sb₂O₃/PbO₂电极和Ti/SnO₂-Sb₂O₃/MnO₂电极对苯酚的降解率分别为85.9%,83.2%,44.6%;苯酚在3种电极上的电催化氧化反应均遵循一级反应动力学方程;苯酚在Ti/SnO₂-Sb₂O₃ 电极和Ti/SnO₂-Sb₂O₃/PbO₂电极上的反应速率较快,并具有较高的析氧电位;Ti/SnO₂-Sb₂O₃/PbO₂电极具有更好的耐腐蚀性和更长的使用寿命。     

填充床电化学反应器催化氧化法降解苯酚工艺条件的优化

采用填充床电化学反应器,以Na2SO4为支持电解质,分别以IrO2-Ta2O5/Ti和PbO2/Ti为阳极,以Ti板为阴极催化氧化降解苯酚。考察了电流密度和进水流量对废水COD去除率、平均电流效率(ACE)和电耗(Esp)的影响。实验结果表明:PbO2/Ti阳极电催化氧化苯酚的效率高于IrO2-Ta2O5/Ti阳极,且PbO2/Ti阳极有更高的ACE和更低的Esp;在以PbO2/Ti为阳极、电流密度为100 A/m2、进水流量为0.8 L/h的条件下,COD去除率最高为90.59%,ACE较高,Esp较低。     

稀土Gd掺杂SnO2-Sb涂层阳极电催化氧化甲基橙

采用溶胶-凝胶法,以无机盐SnCl4·5H2O,Sb2O3,Gd（NO3）3为前驱体,制备了稀土Gd掺杂SnO2-Sb涂层阳极。以稀土Gd掺杂SnO2-Sb为阳极电催化氧化处理甲基橙溶液,考察了电解质浓度、电流密度、溶液的pH、溶液温度及稀土Gd掺杂对甲基橙降解率的影响。实验结果表明：稀土Gd掺杂SnO2-Sb涂层阳极对甲基橙具有较好的降解效果。在电解质NaCl质量浓度为4g/L、电流密度为0．06A／cm2、甲基橙溶液的pH为3、溶液温度为25℃条件下,氧化降解1．0h甲基橙降解率为92．21％,氧化降解2．5h甲基橙降解率为99．15％。     

Ti/MnO2/PbO2电极的制备及电催化降解罗丹明B

采用电沉积法制备了Ti／MnO2／PbO2电极,并用其对质量浓度为20mg／L的罗丹明B模拟废水进行了电催化降解实验。实验结果表明：原水pH为4．95,无须调节废水的pH;最佳电解实验条件为：支持电解质NazSO4浓度0．09mol／L,电解电流密度40mA／cm^2,处理时间40min,在此条件下罗丹明B的去除率接近100％。     

Ti/TiO2NTs/PANI/PbO2-CNTs电极的制备及煤气管道水封水的预处理

利用阳极氧化法和电化学沉积法,在传统Ti/PbO2电极中引入二氧化钛纳米管(TiO2NTs)和导电聚苯胺(PANI)新型复合中间层,并在PbO2表层掺杂改性碳纳米管(CNTs),成功制备了Ti/TiO2NTs/PANI/PbO2-CNTs电极,并将其用于煤气管道水封水的预处理.实验结果表明:TiO2NTs/PANI复合...     

Ti_5O_9-Ti_4O_7电极电化学处理2,4,6-三硝基苯酚废水

采用压片-烧结法制备了Ti5O9-Ti4O7电极,采用XRD和SEM技术对Ti5O9-Ti4O7电极进行了表征。以自制的Ti5O9-Ti4O7电极为阳极,电解处理含2,4,6-三硝基苯酚(TNP)的模拟废水,考察了电流密度、电解质质量浓度、废水p H、废水温度和反应时间等因素对废水COD去除率和TNP降解率的影响。表征结果显示:该电极的主要成分为Ti5O9,并含有部分Ti4O7;该电极的比表面积较大。Ti5O9-Ti4O7电极电解处理含TNP废水的最佳实验条件为:电流密度20 m A/cm2、电解质Na2SO4质量浓度6.0 g/L、废水p H为7、废水温度30℃。在此最佳条件下电解反应180 min后,COD去除率为90.6%,TNP降解率为93.9%,表明Ti5O9-Ti4O7电极具有较高的催化能力和电流效率。     

Sb-Dy-SnO2/Ti电极的制备及其对石化污水反渗透浓水的电催化氧化处理

通过掺杂少量过渡金属Sb和稀土元素Dy,利用复合电沉积—高温氧化法制备Sb-Dy-SnO2/Ti电极,并应用该电极对石化污水反渗透浓水（COD=120~260 mg/L、pH=6.5~7.5）进行电催化氧化实验。实验结果表明：在n（Sb）∶n（Sn）=0.05、n（Dy）∶ n（Sn）=0.015、焙烧温度650 ℃、焙烧时间2 h的条件下,制备的Sb-Dy-SnO2/Ti电极具有良好的导电性及电催化活性;以在上述条件下制得的Sb-Dy-SnO2/Ti电极为工作电极,在进水COD 220 mg/L、电流密度15 mA/cm2、废水pH 7.2、反应时间90 min的条件下,出水COD为47 mg/L,COD去除率为79.1%,达到DB 21/1627—2008《辽宁省污水综合排放标准》中的废水排放要求（COD≤50 mg/L）。     

用Ti/SnO2-RuO2电极处理黑索金废水

利用刷涂法制备了Ti/SnO2-RuO2电极,并通过SEM、XRD等测试手段对其进行形貌及结构表征。利用该电极为阳极处理黑索金(RDX)废水,考察了电解质种类、电解质质量浓度、废水pH、电流密度以及电解时间等对RDX电催化氧化效果的影响。实验结果表明,当处理100 mL质量浓度为50 mg/L的RDX废水时,以Na2SO4为电解质、Na2SO4质量浓度为5.0 g/L、废水pH为7、电流密度为15 mA/cm2、电解时间为300 min的条件下,RDX去除率达到82.55%,COD去除率达到55.41%。     

钛基锡锑电极电催化氧化处理硝基苯废水

采用钛基锡锑(Sn-Sb/Ti)电极作为氧化阳极,不锈钢为阴极,电催化氧化降解废水中硝基苯。实验结果表明,处理硝基苯废水的最佳条件为:电流密度25 mA/cm~2;Na_2SO_4作为电解质,加入量15g/L;极板间距2 cm;溶液初始pH 6。在此最佳条件下,硝基苯去除率大于95%,TOC去除率大于80%,表明Sn-Sb/Ti阳极能有效去除废水中有机污染物。     

SO_4~(2-)/SnO_2-Fe_2O_3-硅藻土固体酸催化剂的制备及其对染料废水的催化处理

以硅藻土为载体,采用溶胶-凝胶法引入金属氧化物SnO2和Fe2O3,制备了二元氧化物复合型SO42-/SnO2-Fe2O3-硅藻土固体酸催化剂。利用该催化剂与H2O2构成非均相类Fenton试剂氧化体系,催化H2O2产生氧化能力极强的·OH,用于处理实际翠蓝废水和模拟亚甲基蓝废水。催化剂的最佳制备条件为:H2SO4溶液的浓度3 mol/L,浸渍时间2.0 h,焙烧温度550℃,焙烧时间3.5 h,焙烧方式为随炉升降温。实验结果表明:采用在最佳工艺条件下制得的催化剂,处理实际翠蓝废水COD去除率可达79.5%、脱色率达99.6%;处理模拟亚甲基蓝废水COD去除率可达83.1%、脱色率达99.6%。     

PbO2电极的制备及电催化氧化降解水中间甲酚

以钛网为基体,锡锑氧化层为底层,采用电沉积法制备了不同的PbO₂电极,探索了制备条件对电极的影响。实验结果表明：在电流密度75 mA/cm²、电沉积温度85 ℃、电沉积时间30 min的条件下,制备的电极表面晶粒大小适中并呈现出较好的“金字塔”形貌和结晶度,具有最好的电催化氧化降解效果（间甲酚转化率85.65%、TOC去除率16.51%）和最低的能耗（0.97 kW·h/g,以TOC计）,并在重复降解实验中表现出较好的稳定性。自制PbO₂电极的各项指标均优于商品化PbO₂电极,且TOC去除率是商品化电极的2.9倍,而能耗仅为其1/3.6。     

电化学法回收废碱液

安格尔(Ангарский)国立技术研究所采用电化学法回收废碱液,废碱液组成为：游离碱1%-3.5%(质量分数),化合碱2%-5.75%(质量分数),亚硫酸盐和硫代硫酸盐1.5%-4%(质量分数),总钠3-10 g/L(质量浓度),此外,还含有少量环烷酸盐、酚盐、碳酸盐、乳化油、悬浮物等。 　　试验在电解槽中进行,可以选用Pt、Ti/Pt、Pb/PbO2、Ti/PbO2、Ti/MnO2等作电极材料。具体反应如下： 　　阴极：2H2O+4e→2OH-+H2↑ 　　阳极：2H2O-4e→4H++O2↑ 　　　　　2OH--4e→2H++O2↑ 　　　　　S2--2e→S↓ 　　　　　S2-+4H2O+8e→SO42-+8H+ 　　电解液：2S2-+O2+2OH-→S2O32-+H2O 　　　　　　2S2O32-+6H+→SO32-+3S↓+3H2O 　　　　　　S2-+2H+→H2S↑ 　　同时还发生硫醇、噻吩、酚、环烷酸盐等含硫有机物的氧化反应。 　　电解槽中有多孔石棉隔膜和钢网阴极,电流强度为5-40 A。选择良好的阳极材料对阳极反应有电催化作用,可以促进生成结晶硫或硫酸盐。增加阳极电流密度(ia)可以提高硫代硫酸盐的转化率,当ia＞400 A/m2时,硫代硫酸盐的转化率接近100%,酚的转化率达到87%-95%。连续电解1000 h,可使产碱率超过90%,单位电能损耗不超过4000 kVT．h/t(NaOH),电解装置电压4.5-5.5 V,回收液的游离碱度为6%-12%(以NaOH计)。进一步研究证明,利用膜法电解可以改善回收碱液的组分,并可将其中NaOH的质量分数提高到20%-30%。     

负载MnO2陶瓷膜催化臭氧氧化处理石化污水反渗透浓水

采用陶瓷膜催化臭氧氧化技术处理石化污水反渗透浓水.考察了MnO2/Al2O3陶瓷膜和Al2O3陶瓷膜对臭氧分解率、羟基自由基浓度以及水中有机物处理效果的影响.实验结果表明:MnO2/Al2O3陶瓷膜能够显著提高臭氧分解率,生成的羟基自由基浓度相比单独臭氧体系提高了21.2％;在臭氧投加量为50 mg/L时,MnO2/A...     

PbO_2复合电极预处理甲苯二胺废水

通过涂覆—热分解法与电沉积法制备了β-PbO_2/α-PbO_2/SnO_2-Sb2O3/Ti复合电极(PbO_2复合电极),采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安法(CV)、线性极化法(LSV)和加速寿命试验对电极进行表征。将PbO_2复合电极用于处理甲苯二胺(TDA)废水,考察了电解质浓度、电流密度对TDA降解效果的影响。实验结果表明:α-PbO_2呈梭状,β-PbO_2呈花菜状,多层结构的PbO_2电极利于提高电极的稳定性和活性;PbO_2复合电极的析氧电位(1.9 V)明显高于TDA的氧化电位(1.28 V),其使用寿命长达486 d;在电流密度为60 m A/cm2、Na2SO4质量浓度为10 g/L、电解时间为240 min的条件下,对COD为4 791.74 mg/L、TDA质量浓度为486.4mg/L的废水进行处理,TDA去除率高达97.3%,COD去除率可达88.1%。     

碳纳米管修饰泡沫镍空气扩散电极电-Fenton法降解水中对硝基酚

采用涂覆焙烧法制备碳纳米管修饰泡沫镍空气扩散电极,并用环境扫描电子显微镜和循环伏安法对其表面形貌和氧化还原特性进行了表征。考察了该电极还原O2产生H2O2的性能及对水中对硝基酚的降解性能。表征结果表明:碳纳米管修饰泡沫镍空气扩散电极具有多级孔道结构;在-0.6 V处具有较强的氧双电子还原峰。实验结果表明:当电流为150 m A、反应时间为120 min时,产生的H2O2的质量浓度为321.38 mg/L;在外加0.1 mmol/L Fe SO4形成的电-Fenton体系中,反应30 min后对硝基酚去除率可达95.90%;且该电极重复使用10次的对硝基酚去除率为92%~96%。     

三维电极的制备及活性艳蓝的降解

以不锈钢基PbO2电极为阳极、同等材质的不锈钢板为阴极,在两电极之间以高炉炼钢废渣为填充粒子,自制改进三维电极反应器.通过自制的三维电极反应器,采用电催化氧化法降解活性艳蓝染料.实验结果表明,在废渣加入量为20 g/L、电极间距为10 mm、槽电压为8V的条件下,处理500 mL质量浓度为30 mg/L的活性艳蓝溶液,...     

废水处理三维电极体系中填料的选择评价方法

以瞬时电流效率和电耗为衡量标准,对填充活性炭、涂膜活性炭和石英砂3种填料的废水处理三维电极体系进行了研究。实验结果表明：活性炭的瞬时电流效率最高、电耗最低;3种填料对苯酚的选择性氧化系数依次为0.63,0.57,0.46,表明3种填料对苯酚的降解能力依次降低;在初始苯酚质量浓度为600mg/L、Na₂SO₄质量分数为3%、电流为1A、进水流量为0.60L/h的条件下,以活性炭作为填料,苯酚废水的COD去除率可达80.52%。     

制备条件对CoOx-TiO_2催化臭氧性能的影响研究

讨论了不同钴离子掺杂比例和不同焙烧温度对Co Ox-Ti O2催化臭氧降解草酸性能的影响,并通过X射线衍射对不同条件下制备的催化剂进行了晶型的分析对比。通过实验可知,钴离子的掺杂有效提高了催化臭氧降解草酸的性能,最佳的Co/Ti摩尔掺杂比例为1/30。随着制备温度的升高,Co Ox-Ti O2催化剂的Ti O2晶型由锐钛矿相向金红石相过渡,焙烧温度为500℃时制备的混合晶型催化剂具有最好的催化效果。通过X射线荧光光谱分析和X射线光电子能谱分析的表征分析,钴元素较多分布在催化剂的表面,以Co Ti O3的形态存在;催化剂的钛元素有Ti3+和Ti4+两种价态,分别占28.33%和71.67%。     

La_2O_3-TiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La2O3-Ti O2光催化剂;运用XRD,UV-Vis DRS,BET技术对光催化剂进行了表征;并以太阳光为光源,研究了不同制备条件及光反应条件下La2O3-Ti O2对罗丹明B的降解效果。实验结果表明:最佳制备条件为镧掺杂量(硝酸镧与钛酸丁酯的质量比)0.9%、焙烧温度500℃、焙烧时间2 h;该条件下制备的光催化剂为中孔结构(平均孔径3.867 nm),禁带宽度小(2.07 e V),Ti O2为锐钛矿相;在光催化剂投加量为2 g/L、溶液p H为3的最佳光反应条件下反应4 h,La2O3-Ti O2对罗丹明B的降解率达99.7%,远高于N-Ti O2的42.0%;重复使用5次的La2O3-Ti O2光催化剂仍对罗丹明B保持较高的降解率(98.5%)。     

钙钛矿型催化剂催化湿式氧化处理煤气化废水纳滤浓缩液

采用溶胶-凝胶法制备了Mn掺杂钙钛矿型催化剂LaFexMn1-xO3,并以其为催化剂催化湿式双氧水氧化处理煤气化废水纳滤浓缩液。采用XRD,SEM,FTIR技术对催化剂进行了表征。表征结果显示：制备的催化剂均具有标准的钙钛矿型结构,其中,LaFe0.9Mn0.1O3的结构稳定,比表面积大。实验结果表明：制备的催化剂中LaFe0.9Mn0.1O3的催化活性最高,且稳定性好,连续使用5次后催化活性未见明显减弱;在H2O2投加量3.0 g/L、n（H2O2）∶n（LaFe0.9Mn0.1O3）=12∶1、反应温度160 ℃、反应压力1 MPa、浓缩液pH 3、反应时间60 min的最优条件下,COD、UV254和TOC的去除率分别达到80.9%、95.2%和68.0%,BOD5/COD由0.02提升至0.40,可生化性大幅提高。