电催化氧化偶氮染料机理研究开题报告.ppt

CNT Sb SnO2 Ti电极制备及其电催化氧化偶氮染料机理研究 哈尔滨理工大学硕士研究生开题报告 2 研究背景和意义 1 国内外研究进展 2 课题研究内容 3 课题研究计划 4 目录 3 一 研究背景及意义 色度高浓度高B C比值低含盐分多 降低COD值提高B C比净化水体 电催化氧化 电极和催化材料的作用产生超氧自由基 O2 H2O2 OH 等活性集团来氧化水体中的有机物 4 电催化氧化阳极材料 Sb SnO2 Ti电极 寿命短应用受限制电催化活性待提高 改性Sb SnO2 Ti电极 1生成固溶体中间层 二 研究进展 对金属氧化物电极的改性方法 电极导电性增强 固溶体中间层与基体和活性层之间结合力增强 图1TiHx转换为Ti Sb Sn氧化物固溶体中间层的过程示意图 2掺杂稀土金属元素 改性后比改性前更光滑且致密 因此提高电催化性能和稳定性 图2Sb SnO2 Ti电极表面SEM图 图3Eu Sb SnO2 Ti电极表面SEM图 3掺杂CNT改性电极 CNT改性之后的电极表面紧密均匀颗粒较小 提供更多的位点 因此提高电催化活性 提高稳定性 图 4Sb SnO2 Ti电极表面SEM图 图 5CNT Sb SnO2 Ti电极表面SEM图 4形成三维多孔氧化物电极 图 6传统平面PbO2电极表面SEM 图 73DOM PbO2 电极表面SEM图 图 33DOM PbO2电极制备流程图 CNT改性之后的电极表面多面体颗粒变小 多孔结构增加了比表面积 提高电催化活性 表面结构相互联结 提高稳定性 固溶体中间层 掺杂稀土金属 掺杂CNT 三维多孔氧化物涂层 优点 中间层增加结合力与导电性缺点 固溶体的研究基本饱和 优点 增加了导电性改变电极表面氧化物晶型结构缺点 成本高 不用 电极表面致密均匀 晶型尺寸小活性位点多缺点 比表面积有所减少 优点 形成三维多孔结构 增大了比表面积减小了晶型尺寸小缺点 PbO2涂层电极有铅溶出 三 研究内容 1制备CNT Sb SnO2 Ti电极的实验路线 加氨水共沉淀 加草酸络合 涂抹 焙烧 图4改性CNT Sb SnO2 Ti电极制备流程 碳纳米管 CNT 羧化后的CNT 混酸加热回流 2电极涂层的表征方法 X 射线衍射 XRD分析 紫外可见漫反射 UV VIS 扫描电子显微镜 SEM 透射电子显微镜 TEM 表征电极表面组成元素的价态 表征电极氧化物涂层元素的组成 表征电极物质晶相组成及其晶型结构 表征电极材料微观结构 观察颗粒形貌及分散情况 X射线光子能谱XPS 紫外可见漫反射 UV VIS 扫描电子显微镜 SEM 透射电子显微镜 TEM 能量色散谱仪EDS X射线衍射分析仪XRD 扫描电子显微镜 SEM 12 LSV 分析析氧电位推测电催化活性 CV 氧化峰强度以及出峰位置 EIS 分析反应阻抗 推测电子传输速率 循环伏安曲线 交流阻抗谱 极化曲线 加速寿命曲线 分析电极的寿命推测电极的稳定性 加速寿命曲线 3电极的电化学性能测试 机理研究 1优化工艺条件 电解质投加量 反应时间 初始pH值 电流密度 吸光度 520nm CODTOC 作为目标污染物 结构简单具有代表性 溶于水 五毒 单因素分析法 2检测手段 定性分析产物 中间产物种类与浓度 OH的浓度 H2O2浓度 综合分析液质谱图以及其他数据推测反应途径利用AMI计算方法验证反应途径得出结论 15 四 课题研究计划 xt YourText YourText YourText 16 可能存在的问题及解决办法 配置样品的UV vis光