电催化氧化偶氮染料机理研究开题报告

1、cnt-sb-sno2/ti电极制备电极制备及其电催化氧化偶氮染料及其电催化氧化偶氮染料机理研究机理研究哈尔滨理工大学硕士研究生开题报告2研究背景和意义研究背景和意义1国内外研究进展国内外研究进展2课题研究内容课题研究内容3课题研究计划课题研究计划4目录3一一研究背景及意义研究背景及意义染料染料废水废水特点特点l 色度高l 浓度高l b/c比值低l 含盐分多达到目的达到目的l 降低cod值l 提高b/c比l 净化水体电催化氧化电催化氧化n 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电催化氧化阳极材料电极分类电极分类电极组成电极

2、组成石墨电极石墨电极成本低成本低催化活性差催化活性差稳定性差稳定性差贵金属电极贵金属电极( (ptpt，auau）成本高成本高催化活性高催化活性高稳定性好稳定性好玻碳电极玻碳电极成本高成本高催化活性高催化活性高稳定性好稳定性好bddbdd电极电极成本最高成本最高催化活性最高催化活性最高稳定性最好稳定性最好金属氧化物金属氧化物电极电极成本低成本低催化活性高催化活性高稳定性好稳定性好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 生成固溶体中间层生成固溶体中间层二二研究进展研究进展u对金属氧化物电极的改性方法对金属氧化物电极的改性方法电极导电性增强电极导电性

3、增强固溶体中间层与基体和活固溶体中间层与基体和活性层之间结合力增强性层之间结合力增强. .图1 tihx转换为ti-sb-sn氧化物固溶体中间层的过程示意图2 掺杂稀土金属元素掺杂稀土金属元素改性后比改性前更光滑且改性后比改性前更光滑且致密，因此提高电催化性致密，因此提高电催化性能和稳定性能和稳定性图 2 sb-sno2/ti电极表面sem图图3 eu-sb-sno2/ti电极表面sem图3 掺杂掺杂cnt改性电极改性电极cnt改性之后的电极表面改性之后的电极表面紧密均匀颗粒较小，提供紧密均匀颗粒较小，提供更多的位点，因此提高电更多的位点，因此提高电催化活性，提高稳定性催化活性，提高稳定性图-

4、4 sb-sno2/ti电极表面sem图图-5 cnt-sb-sno2/ti电极表面sem图4 形成三维多孔氧化物电极形成三维多孔氧化物电极图-6 传统平面pbo2电极表面sem图-7 3dom-pbo2,电极表面sem图图-3 3dom-pbo2电极制备流程图cnt改性之后的电极表面多面体颗粒变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，提高稳催化活性，表面结构相互联结，提高稳定性定性 固溶体中固溶体中间层间层掺杂稀土掺杂稀土金属金属掺杂掺杂cnt三维多孔三维多孔氧化物涂氧化物涂层层 优点：中间层增加结合力与导

5、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 三三研究内容研究内容u 1 制备制备cnt-sb-sno2/ti电极的实验路线电极的实验路线titi板电极基板电极基体体sncl4溶液溶液前驱物前驱物溶胶溶胶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cnt-sb-sno2/ti电极碳纳米管碳纳米管（cnt）羧化后的羧化后的cnt混酸加热回流u2 电极涂层的表征方

6、法电极涂层的表征方法x-x-射线衍射（射线衍射（xrdxrd分析）分析）紫外可见漫反射（紫外可见漫反射（uv-vis)uv-vis)扫描电子显微镜（扫描电子显微镜（sem)sem)透射电子显微镜（透射电子显微镜（tem)tem)表征电极表面组表征电极表面组成元素的价态成元素的价态表征电极氧化物表征电极氧化物涂层元素的组成涂层元素的组成表征电极物质晶相表征电极物质晶相组成及其晶型结构组成及其晶型结构表征电极材料微观表征电极材料微观结构，观察颗粒形结构，观察颗粒形貌及分散情况貌及分散情况x射线光子能谱射线光子能谱xps紫外可见漫反射（紫外可见漫反射（uv-vis)uv-vis)扫描电子显微镜（扫描

7、电子显微镜（sem)sem)透射电子显微镜（透射电子显微镜（tem)tem)能量色散谱仪能量色散谱仪 edsx射线衍射分析仪射线衍射分析仪xrd扫描电子显微镜（扫描电子显微镜（sem)sem)12lsv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循环伏安曲线交流阻抗谱交流阻抗谱极化曲线极化曲线加速寿命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加速寿命曲线u3 电极的电化学性能测试电极的电化学性能测试机理研究1 优化工艺条件优化工艺条件电解质投加量电解质投加量反应时间反应时间初始初始phph值值电流密度电流密度吸光度（=52

8、0nm）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 检测手段检测手段uv-vis光谱光谱gc-mshplc碘量法碘量法i-/i2定性分析产物定性分析产物中间产物种类与浓度中间产物种类与浓度oh的浓度的浓度h2o2浓度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15四四课题研究计划课题研究计划xtyour textyour textyour textdsa电电极极制制备备电电极极表表征征2014.32014.9阅阅读读大大量量文文献献2013.102014.3拟拟定定实实验验方方案案2014.122014.4检测中检测中间产物间产物以及其以及其氧化剂氧化剂2015.42015.7课题总结课题总结发表论文发表论文2015.72015.10撰写毕业论文撰写毕业论文16可能存在的问题及解决办法可能存在的问题及解决办法配置样品的配置样品的uv-vis