【技术实现步骤摘要】
(一)
本专利技术涉及一种用于废水处理的过渡金属掺杂二氧化铅电极及其制备方法,属于材料化学、环境电化学和废水处理
(二)
技术介绍
电催化氧化是通过阳极产生的羟基自由基作为主要氧化剂,利用它的强氧化性将难降解的有机污染物逐步降解为有机小分子中间体,最后矿化为二氧化碳和水的过程。电催化氧化技术具有不消耗或很少消耗化学试剂、不带来二次污染、操作简单、氧化能力强、反应条件温和、占地面积小等优点,是高效的环境污染物降解技术,同时被称为环境友好技术。而电催化氧化技术的关键与核心在于电极材料性能,在电化学反应器中,电极材料是实现电化学反应及提高电流效率的关键因素,电极材料的不同可以使电化学反应速度发生数量级上的变化。因此,电极材料除了制备成本应尽可能低廉外,还必须具备导电性能好、析氧电位高、稳定性能好及催化活性高等特点。研究人员在这几十年来已经开发了各式各样的阳极电极材料,包括石墨电极、贵金属电极、硼掺杂金刚石(BDD)电极和金属氧化物电极如RuO2、IrO2、PbO2、SnO2、TiO2等。石墨电极是电化学处理废水方法中最早使用的电极材料,价格低廉,但强度差,催化活性低,无法有效地去除或降低污染物的毒性。贵金属Pt、Au等电极价格昂贵,析氧电位低,大部分的电流都消耗在产生氧气的过程,并且极易被含硫有机物、氧化中间产物、CO等物质污染而丧失其电催化活性,导致电流效率急剧下降。硼掺杂金刚石 ...
【技术保护点】
一种用于废水处理的过渡金属掺杂二氧化铅电极,其特征在于所述过渡金属掺杂二氧化铅电极从内到外依次由钛基体、热沉积在钛基体上的锡锑氧化物底层、电沉积在锡锑氧化物底层上的α‑PbO2中间层和电沉积在α‑PbO2中间层上的掺杂过渡金属的含氟β‑PbO2活性层组成;所述过渡金属为锰、铁、钴、镍、钇或锌中的一种或者两种以上的组合。
【技术特征摘要】
1.一种用于废水处理的过渡金属掺杂二氧化铅电极,其特征在于所述
过渡金属掺杂二氧化铅电极从内到外依次由钛基体、热沉积在钛基体上的
锡锑氧化物底层、电沉积在锡锑氧化物底层上的α-PbO2中间层和电沉积在
α-PbO2中间层上的掺杂过渡金属的含氟β-PbO2活性层组成;所述过渡金属
为锰、铁、钴、镍、钇或锌中的一种或者两种以上的组合。
2.如权利要求1所述的用于废水处理的过渡金属掺杂二氧化铅电极,
其特征在于所述过渡金属掺杂二氧化铅电极由以下方法制备得到:将钛基
体表面进行粗化处理、在粗化后的钛基体表面通过热分解法制得锡锑氧化
物底层、然后经碱性电镀α-PbO2中间层、最后经酸性复合电镀掺杂过渡金
属的含氟β-PbO2活性层,即制得所述的过渡金属掺杂钛基二氧化铅电极。
3.如权利要求2所述的用于废水处理的过渡金属掺杂二氧化铅电极,
其特征在于所述过渡金属掺杂二氧化铅电极通过以下步骤制备得到:
(1)钛基体预处理:钛基体表面用砂纸打磨、碱液除油、用水清洗
后,置于硫酸溶液中,50~70℃温度下浸泡刻蚀10~30min,用水清洗后,
再置于草酸溶液中,70~90℃温度下浸泡刻蚀2~5小时,水洗后得到预处
理的钛基体;
(2)热分解法制备锡锑氧化物底层:A、将锡锑氧化物溶胶溶液均匀
涂覆于步骤(1)得到的预处理的钛基体表面上,在110~130℃条件下烘
干20~30分钟,然后在500~550℃温度下热分解10~15分钟;
B、重复A操作8~15次后,得到的电极片的表面再次均匀涂覆锡锑氧
化物溶胶溶液,再于110~130℃下烘20~30分钟、500~550℃温度下热分解
\t60~80分钟,制得镀有锡锑氧化物底层的电极;
所述锡锑氧化物溶胶溶液按如下比例配制:5~10gSbCl3,95~110g
SnCl4·5H2O,240~260mL乙二醇,180~200g柠檬酸;
(3)碱性电镀α-PbO2中间层:以步骤(2)制得的镀有锡锑氧化物底
层的电极置于碱性电镀液中作为阳极,以钛片做阴极,在温度50~65℃,
电流密度为3~5mA/cm2的恒电流条件下电沉积α-PbO2中间层,电镀时间
0.5~2小时,制得镀有锡锑氧化物底层和α-PbO2中间层的电极;所述碱性
电镀液为溶有PbO的氢氧化钠溶液;
(4)酸性复合电镀掺杂过渡金属的...
【专利技术属性】
技术研发人员:戴启洲,陈建孟,夏伊静,
申请(专利权)人:浙江工业大学,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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