电催化氧化讲课教案.ppt

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1、电催化氧化1.基本知识基本知识（1）含义）含义 电催化高级氧化是通过阳极反应直接降电催化高级氧化是通过阳极反应直接降解有机物，或通过阳极反应产生羟基自由解有机物，或通过阳极反应产生羟基自由基基(OH)、臭氧一类的氧化剂降解有机物、臭氧一类的氧化剂降解有机物的氧化技术。的氧化技术。（2）电催化电极的组成和分类）电催化电极的组成和分类 基础电极基础电极 具有一定强度、能够承载催化层的一类具有一定强度、能够承载催化层的一类材料。一般采用钛电极和碳电极（如：石材料。一般采用钛电极和碳电极（如：石墨、玻碳等）。墨、玻碳等）。钛电极板石墨电极板 载体载体 将催化物质固定在电极表面、且维持一将催化物质固定在

2、电极表面、且维持一定强度的一类物质。可分为两类：支持性定强度的一类物质。可分为两类：支持性载体和催化性载体。载体和催化性载体。a 支持性载体支持性载体 只参与导电过程，不参与催化过程只参与导电过程，不参与催化过程b 催化性载体催化性载体 与催化组分共同构成活性物质而起催化作用。与催化组分共同构成活性物质而起催化作用。钛基 SnO2 中间层 PbO2 催化层 表面材料表面材料 主要是过渡金属及半导体化合物，如主要是过渡金属及半导体化合物，如Ir、Pt、Ni、PbO2、SnO2等。等。电催化电极的分类电催化电极的分类a 二维电极二维电极 主要指的是主要指的是DSA电极，这种电极是以耐电极，这种电极

3、是以耐腐蚀性能强的金属材料作基体（如腐蚀性能强的金属材料作基体（如Ti），并），并在其表面涂覆一层具有电催化活性的金属氧在其表面涂覆一层具有电催化活性的金属氧化物薄膜（如化物薄膜（如SnO2，PbO2等）而制成的。等）而制成的。涂钌铱钛电极b 三维电极三维电极 在二维电极之间装填粒状或其他屑状工在二维电极之间装填粒状或其他屑状工作电极材料，使装填电极表面带电，在工作电极材料，使装填电极表面带电，在工作电极间材料表面发生电化学反应。作电极间材料表面发生电化学反应。特点：面积较大、传质效果好、单位时特点：面积较大、传质效果好、单位时 空产率和电流效率高空产率和电流效率高（3）支持电解质）支持电解质

4、 有机废水的导电性相当差，通常需要加有机废水的导电性相当差，通常需要加入一定量的电解质盐，以增强溶液导电性。入一定量的电解质盐，以增强溶液导电性。电解质的作用电解质的作用：提高电压的效率提高电压的效率 不同的电解质会发挥不同的作用不同的电解质会发挥不同的作用 例如：存在例如：存在Cl-时，会产生时，会产生Cl2和和ClO-存在存在SO42-和和CO32-时，会产生过时，会产生过 硫酸盐和过碳酸盐硫酸盐和过碳酸盐2.电催化降解机理（1）直接氧化）直接氧化 阳极阳极有机污染物有机污染物 失去电子，失去电子，被氧化被氧化毒性较低的毒性较低的或易生物降解或易生物降解物质物质（2）间接氧化）间接氧化 可

5、逆过程可逆过程a 电化学燃烧电化学燃烧 b 电化学转化电化学转化 不可逆过程不可逆过程 在电极的作用下产生不可再生的氧化剂在电极的作用下产生不可再生的氧化剂,如如:Cl2、HClO、H2O2和和O3等等。3.DSA阳极存在的问题阳极存在的问题（1）存在阳极氧气析出的竞争副反应存在阳极氧气析出的竞争副反应（2）活性涂层大量使用贵金属）活性涂层大量使用贵金属 （3）钛基底氧化）钛基底氧化（4）涂层脱落）涂层脱落（5）反应产物对电极表面的吸附）反应产物对电极表面的吸附“毒化毒化”作用作用4.修饰电极修饰电极（1）电极的制备）电极的制备 在钛片上用热分解法制备含在钛片上用热分解法制备含Pt的的Sb掺杂

6、掺杂SnO2(Sb-SnO2)底层；底层；在制备好的底层上通过电镀法制得在制备好的底层上通过电镀法制得Ti/PbO2、Ti/F-PbO2、Ti/Fe-PbO2和和Ti/F-Fe-PbO2阳极。阳极。（2）电极的稳定性能）电极的稳定性能（3）EDX分析分析（4）电极的电催化性能）电极的电催化性能（5）结论）结论 通过热分解通过热分解-电镀法制备了一种新型的电镀法制备了一种新型的PbO2修饰钛基阳极。修饰钛基阳极。F-和和Fe3+3+的共掺杂改的共掺杂改善了善了Ti/F-Fe-PbO2阳极导电性能的同时，阳极导电性能的同时，基本上保持了阳极的稳定性，并且基本上保持了阳极的稳定性，并且F-和和Fe3+3+共掺杂显著提高了共掺杂显著提高了Ti/F-Fe-PbO2阳极电催阳极电催化降解活性。化降解活性。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢