碳纳米管、Co、Fe掺杂Ti/SnO2-Sb2O5电极的制备及电催化性能研究

摘要

随着水污染问题的日益严重，对水污染治理问题越来越引起人们的重视，也逐渐加大了对水污染治理的力度。电催化氧化技术具有高效、无污染等优点，近年来收到了广泛的关注。
　　本文采用溶胶凝胶法制备Ti/SnO2-Sb2O5电极，并考察了碳纳米管掺杂对电极性能的影响，并同过SEM、XED、电化学性能测试、加速寿命测试、降解性能测试手段考察了不同碳纳米管掺杂、碳纳米管的掺杂量、不同涂覆层数对电极表面活性涂层的影响。确定了管径为20-40 nm多壁碳纳米管掺杂，掺杂量为0.025g/100mL，涂覆层数为20层时制备的碳纳米管掺杂Ti/SnO2-Sb2O5电极性能最好。在此条件下制备的电极加速寿命略有所下降，从7.42h下降到6.17h，但对甲基橙和亚甲基蓝的去除率却得到极大的提高，从Ti/SnO2-Sb2O5电极的67.28％和69.21%增加到96.28%和92.54%，电极的降解性能得到明显的提高，电极的电荷传递电阻降低，从5.2Ω下降到0.7Ω，电极伏安电量（q*）明显增加。
　　考察了Co、Fe掺杂Ti/SnO2-Sb2O5电极的不同掺杂比的对电极性能的影响，确定了Co元素对的最优掺杂比为2%，当Co元素的掺杂比为2%时，电极加速寿命得到显著的增强，增加到55.96h，电极对甲基橙和亚甲基蓝对的降解性能得到增强，从67.28%和69.21%增加到82.53%和90.61%，电极的电荷传递电阻降低，从5.2Ω下降到1.1Ω。Fe元素的掺杂比为3%时电极的性能最好，电极加速寿命最好，增加到11.63h。电极的电荷传递电阻降低，从5.2Ω下降到0.9Ω，电极对甲基橙和亚甲基蓝对的降解性能得到增强到84.43%和88.61%。
　　考察了以Co元素掺杂锡锑溶胶作为中间层，Co、碳纳米管共掺杂作为Ti/SnO2-Sb2O5电极表面活性层电极的电化学性能，电极的加速寿命达到22.53 h，电极的传质电阻显著降低，仅为1.3Ω。

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第1章 绪 论

1.1课题的研究背景

1.2难降解有机污染物的处理方法

1.3金属氧化物电极的改性研究进展

1.4课题研究意义及内容

第2章实验材料与方法

2.1实验试剂及设备

2.2钛基体表面的预处理

2.3电极的表征方法

2.4电极的电化学性能测试

2.5电极的加速寿命测试

2.6电极对甲基橙降解性能测试

2.7电极对亚甲基蓝降解性能测试

第3章 碳纳米管对Ti/SnO2-Sb2O5电极的掺杂改性

3.1电极的制备

3.2 不同碳纳米管掺杂对Ti/SnO2-Sb2O5电极性能的影响

3.3管径20-40nm多壁碳纳米管不同掺杂量对电极的影响

3.4不同涂覆层数碳纳米管掺杂Ti/SnO2-Sb2O5电极

3.5本章小结

第4章Fe、Co对Ti/SnO2-Sb2O5电极的掺杂改性

4.1 Fe、Co掺杂Ti/SnO2-Sb2O5电极的制备

4.2 Co对Ti/SnO2-Sb2O5电极的掺杂改性

4.3 Fe对Ti/SnO2-Sb2O5电极的掺杂改性

4.4本章小结

第5章Co、碳纳米管共掺杂Ti/SnO2-Sb2O5电极的电化学性能研究

5.1Co、碳纳米管共掺杂Ti/SnO2-Sb2O5电极的制备

5.2 Co、碳纳米管共掺杂Ti/SnO2-Sb2O5电极的电化学性能

5.3 本章小结

结论

参考文献

致谢