Pt掺杂TiO2/Ti电极的制备及其电化学行为研究

论文摘要

本文采用阳极氧化-阴极电沉积两步法制备了Pt-TiO2/Ti复合电极,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、线性扫描（LPS）、循环伏安（CV）等方法对其微观结构、电催化性能进行了表征。结果表明:具有纳米尺度的Pt微粒在TiO2纳米管的表面分布均匀,复合电极呈现Pt电极的电化学典型特性,且具有较高的电催化活性。通过对甲醇在Pt-TiO2/Ti电极上的循环伏安曲线研究表明,随着Pt微粒沉积时间的延长,Pt-TiO2/Ti电极对甲醇的电催化活性逐渐增强;对该电极进行热处理可以提高其对甲醇的电催化活性;随着循环伏安扫描圈数的增加,峰电流逐步增大。以Pt-TiO2/Ti电极为阳极,不锈钢为阴极,采用无隔膜电解槽对模拟苯酚废水进行了电化学降解研究,系统考察了苯酚的初始浓度、模拟废水的pH值、电解质浓度、反应温度对苯酚去除率的影响。结果表明,在试验条件下,苯酚的去除率随苯酚的初始浓度增加而降低,随温度升高而增大;电解质的最佳浓度为0.2mol/L;模拟废水的酸性越强,苯酚的去除率越高。采用循环伏安法和线性扫描法对苯酚在Pt-TiO2/Ti电极上的降解特性进行了研究。结果表明,苯酚在Pt-TiO2/Ti电极上的氧化反应为直接氧化与间接氧化相结合的协同氧化过程。该反应主要受苯酚的扩散过程控制,并同时涉及不可逆的吸附、扩散和化学转化过程;扫描速率、苯酚的初始浓度、溶液pH值以及反应温度的变化均对Pt-TiO2/Ti电极上的析氧电势和苯酚氧化电势产生一定的影响,但并不改变苯酚在Pt-TiO2/Ti电极上的电化学氧化行为。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 有机难降解废水的高级氧化技术
• 1.2.1 湿式氧化法
• 1.2.2 超临界水氧化法
• 1.2.3 光催化氧化法
• 1.2.4 声化学氧化法
• 1.2.5 电化学氧化法
• 1.3 电化学氧化有机物机理的研究现状
• 1.4 电极材料的发展现状
• 1.4.1 引言
• 1.4.2 电极材料的特性
• 1.4.3 电极材料的种类
• 1.4.4 复合金属氧化物电极的现状
• 1.5 钛基形稳电极
• 1.5.1 电极制备及应用
• 2/Ti 电极'>1.5.2 Pt 掺杂TiO₂/Ti 电极
• 1.6 研究内容
• 1.6.1 研究目的和意义
• 1.6.2 主要研究内容
• 2/Ti 电极的制备及性能表征'>第二章 Pt-TiO₂/Ti 电极的制备及性能表征
• 2.1 引言
• 2/Ti 电极的制备'>2.2 Pt-TiO₂/Ti 电极的制备
• 2.2.1 试验仪器及试剂
• 2.2.2 制备工艺流程
• 2.2.3 电极的结构简图
• 2/Ti 电极表征及性能测试'>2.3 Pt-TiO₂/Ti 电极表征及性能测试
• 2.3.1 电极的结构表征
• 2.3.2 电化学性能测试
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 电极的表面形貌分析
• 2.4.2 电极电化学性能测试
• 2.5 本章小结
• 2/Ti 电极电催化甲醇的研究'>第三章 Pt-TiO₂/Ti 电极电催化甲醇的研究
• 3.1 引言
• 3.1.1 甲醇阳极氧化机理研究
• 3.1.2 催化剂中毒机理研究
• 3.2 试验部分
• 3.2.1 试验仪器和试剂
• 3.2.2 试验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 甲醇电催化氧化的循环伏安曲线
• 2/Ti 和Pt 电极上连续循环伏安曲线特性'>3.3.2 甲醇在Pt-TiO₂/Ti 和Pt 电极上连续循环伏安曲线特性
• 3.3.3 电极热处理对甲醇电催化的影响
• 3.3.4 甲醇电催化氧化的动力学探讨
• 3.4 本章小结
• 2/Ti 电极上的电化学降解研究'>第四章 苯酚在Pt-TiO₂/Ti 电极上的电化学降解研究
• 4.1 引言
• 4.2 试验部分
• 4.2.1 主要药品及试剂
• 4.2.2 试验装置
• 4.2.3 分析方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 苯酚电化学降解效果的主要影响因素
• 4.3.2 苯酚电化学氧化降解反应特性
• 4.3.3 苯酚电化学降解动力学的初步探讨
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文