MOx颗粒活性炭镀层粒子电极对苯酚的电催化降解特性

摘要

为研究半导体金属氧化物颗粒活性炭镀层粒子电极苯酚电催化性能,采用溶胶-凝胶、氧化还原与热分解方法,将TiO2、MnO2与SnO2-Sb和SnO2-Sb-Mn纳米金属氧化物镀层于AC(颗粒活性炭)表面,制备了催化型粒子电极,使用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及循环伏安曲线(CV)对其物相组成、微观形貌及电催化活性进行表征与分析.结果表明,这4类金属氧化物可以不同赋存状态存在于AC表面,粒子电极表面活性组分晶格尺寸分别为10.64、11.34、14.68及13.50 nm;催化型粒子电极电催化活性明显高于未负载AC,各粒子电极电催化活性顺序为SnO2-Sb-Mn/AC＞ TiO2/AC＞ SnO2-Sb/AC＞ MnO2/AC.半导体金属氧化物镀层可提高填充床电极反应器苯酚废水的催化降解性能,废水苯酚及CODCr去除率显著提升,TiO2/AC、MnO2/AC、SnO2-Sb/AC及SnO2-Sb-Mn/AC粒子电极在电流密度为8.0 mA/cm2的条件下连续电解2.72 h,出水苯酚及CODCr去除率分别为87.1％、92.8％、90.4％、100.0％和92.5％、89.3％、88.7％、97.2％,高于AC粒子电极的84.2％和79.1％,并且可消除苯酚电催化反应中醌类物质积累.