一种高催化活性制造技术

本发明专利技术公开了一种高催化活性

【技术实现步骤摘要】
一种高催化活性Ti/TiO
2 NT/ZIF
‑
67@C电极及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于活性电极
，具体涉及一种高催化活性
Ti/TiO
2 NT/ZIF
‑
67@C
电极及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]随着工业技术的发展，水污染已成为全球面临的严峻问题；印刷废水由于排放量大
、
组成成分复杂
、
自然降解能力差等特点，对水体环境污染影响大
。
其中，偶氮染料是在印染工艺中应用最广泛的染料之一；例如甲基橙
(MO)
，在自然界中稳定性高，难以自然降解；对于偶氮染料，常见的降解技术包括吸附法
、
生物降解法
、
电化学氧化法等，吸附法对于溶液条件要求较多，适用范围小；生物降解法处理时间长，处理效率低；电化学氧化法通过产生具有氧化性的自由基离子，对污染物有着明显的降解效果
。
[0003]当采用电化学氧化法在进行降解技术的过程中，通常钛基涂层电极是主要的金属氧化物电极，也叫“形态稳定电极”(DSA)
，并且是目前最有前途应用在实际工业化生产中的阳极材料；此类
DSA
电极制备成本低，电化学过程可控，耐腐蚀能力强；在电化学工业中作为不溶性电极广泛应用，是最有潜力实现电催化氧化工业化应用要求的电极，但此类金属氧化物电极的电催化活性不佳，还有继续提升的空间，因此，研发一种新型高催化活性的电极仍然是目前研发人员主要攻克的主题之一
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种高催化活性
Ti/TiO
2 NT/ZIF
‑
67@C
电极的制备方法，解决了现有钛基涂层电极电催化活性和耐腐蚀性不佳的问题
。
[0005]本专利技术的目的还在于提供一种高催化活性
Ti/TiO
2 NT/ZIF
‑
67@C
电极
。
[0006]本专利技术的目的还在于提供一种高催化活性
Ti/TiO
2 NT/ZIF
‑
67@C
电极在电催化降解方面的应用
。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种高催化活性
Ti/TiO
2 NT/ZIF
‑
67@C
电极的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
[0008]S1、
将经过预处理后的钛片作为阳极，放入至乙二醇电解液中，将与所述钛片大小相同的钛箔作为阴极，进行阳极氧化，氧化结束后清洗烘干，再在空气中进行退火处理，得到
Ti/TiO
2 NT
电极；
[0009]S2、
将
Co(NO3)2·
6H2O
和二甲基咪唑加入至乙醇中，混合搅拌均匀，将所述
S1
中得到的
Ti/TiO2 NT
电极作为工作电极，将炭棒作为对电极，利用电化学工作站，先恒定电流，再恒定电压进行合成沉积，得到
Ti/TiO
2 NT/ZIF
‑
67
电极；
[0010]S3、
对所述
S2
中得到的
Ti/TiO
2 NT/ZIF
‑
67
电极进行碳化，得到
Ti/TiO
2 NT/ZIF
‑
67@C
电极
。
[0011]优选地，所述
S1
中，所述乙二醇电解液中含有质量分数为
0.1
～
0.5wt
％的
NH4F
和
体积分数为1～5％的
H2O。
[0012]优选地，所述
S1
中，进行阳极氧化的过程中氧化电压为
30
～
70V。
[0013]优选地，所述
S1
中，退火处理的温度处于
450℃
～
550℃
；退火处理的时间为1～
2h
；退火处理升温与降温的速率为
5℃/min。
[0014]优选地，所述
S2
中，所述
Co(NO3)2·
6H2O
和所述二甲基咪唑的摩尔比为
1:(4
～
5)。
[0015]优选地，所述
S2
中，恒定电流电镀的电流密度为
0.1
～
0.3mA/cm2；恒定电流电镀的时间为
20
～
50min
；恒定电压电镀的电压为
‑3～
‑
7V
；恒定电压电镀的时间为
60
～
300s。
[0016]优选地，所述
S3
中，所述碳化温度为
550
‑
650℃
；所述碳化时间为
1.5
～
2.5h。
[0017]优选地，所述
S3
中，碳化处理升温与降温的速率
5℃/min。
[0018]本专利技术的另一种技术方案是这样实现的：一种高催化活性
Ti/TiO
2 NT/ZIF
‑
67@C
电极，采用权上述的制备方法制得
。
[0019]本专利技术的第三种技术方案是这样实现的：上述高催化活性
Ti/TiO
2 NT/ZIF
‑
67@C
电极在电催化降解方面的应用，具体的方法为：
[0020]将
Ti/TiO2 NT/ZIF
‑
67@C
电极作为阳极，铂电极作为阴极，放入降解液中，降解液为的成分为
60
～
120mg/L
的甲基橙和
0.1mol/L
的
Na2SO4，采用恒流恒压电源，电流密度
80
～
140mA/cm2，在
25℃
的温度下，探究了不同电流密度
、
初始浓度和
pH
值条件下
Ti/TiO
2 NT/ZIF
‑
67@C
电极对废水中甲基橙的降解性能
。
[0021]与现有技术相比，
(1)
本专利技术制备方法通过采用阳极氧化的方法在钛片基体上制备
TiO
2 NT
，相比于直接在钛片上沉积，其比表面积明显增大，提供更多的沉积点；
2)
本专利技术制备方法通过将
Ti/TiO
2 NT
电极作为工作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高催化活性
Ti/TiO2NT/ZIF
‑
67@C
电极的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
S1、
将经过预处理后的钛片作为阳极，放入至乙二醇电解液中，将与所述钛片大小相同的钛箔作为阴极，进行阳极氧化，氧化结束后清洗烘干，再在空气中进行退火处理，得到
Ti/TiO
2 NT
电极；
S2、
将
Co(NO3)2·
6H2O
和二甲基咪唑加入至乙醇中，混合搅拌均匀，将所述
S1
中得到的
Ti/TiO
2 NT
电极作为工作电极，将炭棒作为对电极，利用电化学工作站，先恒定电流，再恒定电压进行合成沉积，得到
Ti/TiO2NT/ZIF
‑
67
电极；
S3、
对所述
S2
中得到的
Ti/TiO
2 NT/ZIF
‑
67
电极进行碳化，得到
Ti/TiO2NT/ZIF
‑
67@C
电极
。2.
根据权利要求1所述的一种高催化活性
Ti/TiO2NT/ZIF
‑
67@C
电极的制备方法，其特征在于，所述
S1
中，所述乙二醇电解液中含有质量分数为
0.1
～
0.5wt
％的
NH4F
和体积分数为1～5％的
H2O。3.
根据权利要求2所述的一种高催化活性
Ti/TiO2NT/ZIF
‑
67@C
电极的制备方法，其特征在于，所述
S1
中，进行阳极氧化的过程中氧化电压为
30
～
70V。4.
根据权利要求1‑3任意一项所述的一种高催化活性
Ti/TiO2NT/ZIF
‑
67@C
电极的制备方法，其特征在于，所述
S1
中，退火处理的温度处于
450℃

【专利技术属性】
技术研发人员：张文彦，何瑞博，吴骐，聂菲，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：