[发明专利]一种Ti/Sb-SnO2/Nd-nanoTiO2-PbO2电极的制备及其降解活性蓝117的方法

说明书

技术领域

本发明属于电催化技术领域，更具体地说，涉及一种新型高催化活性Ti/Sb-SnO₂/Nd-nanoTiO₂-PbO₂电极的制备及其电氧化降解污水中有机染料活性蓝117的方法。

背景技术

二氧化铅电极具有类似于金属的导电性，这种电极作为铂电极和石墨电极的代用电极很早就已经应用到了电化学工艺生产中，它具有耐腐蚀性、氧化能力强、寿命长、高导电性、可通过大电流等特性而一直为人们所关注，但是在长期生产实践中发现铅阳极具有下列缺点：铅阳极重量大、强度低，在使用中易发生弯曲形变，造成短路，降低了电流效率。为了进一步提高二氧化铅电极的电催化活性和稳定性，目前有不少学者致力于研究更多离子和颗粒物质掺杂的二氧化铅电极。掺杂电极指的是向电镀液中添加离子(如Fe³⁺、Cu²⁺、Bi³⁺、稀土元素、F^-、Cl^-等)或颗粒物质(如TiO₂、Co_xO₄等)以获得新型的PbO₂电极，目的在于进一步提高PbO₂电极的电催化活性和耐腐蚀性。对于稀土元素掺杂的PbO₂电极在电化学法处理废水中已有不少的研究，结果表明，总体上稀土元素掺杂后的PbO₂电极的电催化活性和电极寿命均有所改善。如有机废水的电化学处理中的问题，即目的在于提高阳极的析氧过电位以抑制O₂的生成，增强电极的稳定性以提高电极的使用寿命，由此可知，稀土元素掺杂电极也是提高电化学性能的一个具有前景的研究方向。在沉积液中加入微米或纳米尺寸的颗粒，制备得到的二氧化铅镀层表面的不规则性增大，能降低二氧化铅镀层的脆性，而且能提高其催化性、机械强度、耐蚀性，从而达到对PbO₂电极改性的目的。蔡天晓等人的研究表明(蔡天晓，鞠鹤，武宏让，等。β-PbO₂电极中加入纳米级TiO₂的性能研究[J].稀有金属材料与工程，2003，32(7)：558560)，经纳米TiO₂改性后的β-PbO₂电极在H₂SO₄介质中与铅、Ti/Pt、DSA电极相比，析氧电位至少高出100mV；且掺杂了TiO₂的β-PbO₂镀层中颗粒大小镶嵌，有效清除了内应力，该作者指出镀层原子按层状排列形成结晶物质时会出现缺陷，这些缺陷被新的镀层覆盖时，就形成了空位，从而产生位错，从而产生内应力，而二氧化钛超细颗粒在镀层空位上的吸附会降低内应力。李国亭等人对TiO₂改性的二氧化铅电极的电助光催化研究表明(李国亭，曲久辉，武荣成。TiO₂改性β-PbO₂电极光电协同降解偶氮染料酸性橙11科学通报.2005，50(7):632一637)，与未经改性的β-PbO₂电极相比，经TiO₂改性后的β-PbO₂电极表面上的晶体结合得要致密均匀得多，晶粒更加精细，表面更加平整。但是，现有技术中的PbO₂电极制备仍存在点击电极颗粒形貌不易控制的问题，且以往研究都是通过纳米颗粒的掺杂提高二氧化铅电极的使用寿命，而对电极的催化活性没有明显改善。

发明内容

1.发明要解决的技术问题