新型Ti/TiOxHy/Sb-SnO2电极上苯胺电化学氧化反应

• 作者: 延卫 徐浩 李晓良
• 来源期刊: 催化学报
• 关键词: 苯胺 Ti/TiOxHy/Sb-SnO2电极 电化学氧化 氯离子 三维反应器
• 年，卷（期）: 2016,（11）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 1860-1870
• 页数: 11页
• 字数: 1521字
• 语种: 中文
• DOI: 10.1016/S1872-2067(16)62555-X

摘要

苯胺是一种重要的化工原料，广泛应用于印染、制药、造纸、橡胶等领域.随着化工行业的迅速发展，苯胺的需求量越来越大.然而，苯胺毒性高，大量使用势必造成水体中苯胺浓度的升高，给人类健康及生态环境造成危害.因此，急需一种高效、洁净、经济的方法处理含苯胺废水.电化学氧化法比较新颖，相比传统废水处理方法，它具有高效、简单、清洁等优点，因此被应用于很多废水处理当中，但过多的能耗限制了其进一步广泛应用.阳极作为电化学氧化技术的核心部件，直接影响到电化学氧化反应性能.因此开发出一种高效、经济的阳极材料很有必要.此外，对苯胺降解条件的优化也同样重要.关于苯胺电化学氧化，已有的研究包括Pt电极、PbO2电极和石墨电极等阳极材料.比较而言， Ti/Sb-SnO2电极具有制备工艺简单，析氧过电位较高，材料廉价和电催化性能较强等优点.然而，它的稳定性仍有待提高.因此本文制备了一种高稳定性的Ti/TiOxHy/Sb-SnO2电极，并用于处理苯胺废水.较为系统地研究了电流密度、苯胺初始浓度、pH、NaCl投加量及反应器类型对苯胺电催化氧化性能的影响，同时采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电化学测试对该电极进行了表征，并应用紫外-可见光谱、化学需氧量、电流效率及能耗对不同参数进行评定和优化. SEM及XRD结果表明， Ti/TiOxHy/Sb-SnO2电极涂层覆盖比较完全、紧实，未出现裂缝的发生，因而有利于提高电极稳定性.循环伏安测试结果表明，此电极具备较高的析氧过电位(2.0 V vs Ag/AgCl)及电化学孔隙度(76.31%)，因此有利于电极催化性能的提高.苯胺电化学氧化实验结果发现，该反应符合准一级动力学模型，且高电流密度、酸性环境、适当NaCl投加量(0.2 wt%)更有利于苯胺的降解.另外， Ti/TiOxHy/Sb-SnO2电极在三维反应器中对苯胺的处理效果要远远好于在二维反应器中.可以看出， Ti/TiOxHy/Sb-SnO2电极具有较好的处理苯胺性能，可为苯胺废水处理的应用提供了一定的理论指导.