CSCD来源期刊
中国科技核心期刊
RCCSE中国核心学术期刊
JST China 收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

不锈钢基Sb-SnO2/PbO2电极制备及电沉积因素对其性能影响

赵斌 杨阳 邱逢涛 苏艳 曲振河 黄倩 姜琪 徐浩

赵斌, 杨阳, 邱逢涛, 苏艳, 曲振河, 黄倩, 姜琪, 徐浩. 不锈钢基Sb-SnO2/PbO2电极制备及电沉积因素对其性能影响[J]. 环境工程, 2023, 41(4): 26-31,39. doi: 10.13205/j.hjgc.202304004
引用本文: 赵斌, 杨阳, 邱逢涛, 苏艳, 曲振河, 黄倩, 姜琪, 徐浩. 不锈钢基Sb-SnO2/PbO2电极制备及电沉积因素对其性能影响[J]. 环境工程, 2023, 41(4): 26-31,39. doi: 10.13205/j.hjgc.202304004
ZHAO Bin, YANG Yang, QIU Fengtao, SU Yan, QU Zhenhe, HUANG Qian, JIANG Qi, XU Hao. PREPARATION OF STAINLESS STEEL-BASED Sb-SnO2/PbO2 ELECTRODE AND EFFECT OF ELECTRODEPOSITION FACTORS ON ITS PERFORMANCE[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2023, 41(4): 26-31,39. doi: 10.13205/j.hjgc.202304004
Citation: ZHAO Bin, YANG Yang, QIU Fengtao, SU Yan, QU Zhenhe, HUANG Qian, JIANG Qi, XU Hao. PREPARATION OF STAINLESS STEEL-BASED Sb-SnO2/PbO2 ELECTRODE AND EFFECT OF ELECTRODEPOSITION FACTORS ON ITS PERFORMANCE[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2023, 41(4): 26-31,39. doi: 10.13205/j.hjgc.202304004

不锈钢基Sb-SnO2/PbO2电极制备及电沉积因素对其性能影响

doi: 10.13205/j.hjgc.202304004
基金项目: 

陕西省自然科学基础研究计划(2021JM-012)

中国华能集团有限公司总部科技项目(HNKJ21-H61)

详细信息
    作者简介:

    赵斌(1973-),男,工程师,主要研究方向为火电厂化学水处理技术。13707150592@163.com

    通讯作者:

    徐浩(1984-),男,教授/博导,主要研究方向为电化学水处理技术。xuhao@xjtu.edu.cn

PREPARATION OF STAINLESS STEEL-BASED Sb-SnO2/PbO2 ELECTRODE AND EFFECT OF ELECTRODEPOSITION FACTORS ON ITS PERFORMANCE

  • 摘要: 以316L不锈钢为基体,制备了一种以锑掺杂二氧化锡(Sb-SnO2)为中间层的不锈钢基二氧化铅(PbO2)电极,用于对酸性红G(ARG)的脱色处理。利用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、强化寿命测试、线性扫描测试(LSV)等方法对所制备电极的表观形貌、晶体结构、稳定性和催化性能等进行表征。在此基础上,采用正交实验优化对电极稳定性影响较大的4种典型因素(铅离子浓度、温度、电流密度和电沉积时间)。结果表明:在不锈钢基体上成功制备出了β-PbO2层,其形貌为典型的β-PbO2锥形结构;强化寿命测试结果表明不同于钛基氧化物电极的均匀腐蚀,不锈钢基PbO2电极的失效机制主要为点蚀;采用LSV测试、羟基自由基(·OH)产量测试和电催化降解测试证明了正交实验优化条件后的不锈钢基PbO2电极具有较好的催化性能。不锈钢基PbO2电极的成功制备有望为电催化氧化阳极材料的改性方法提供新思路。
  • [1] 胡承志, 刘会娟, 曲久辉. 电化学水处理技术研究进展[J]. 环境工程学报, 2018, 12(3): 677-696.
    [2] 叶国杰, 王一显, 罗培, 等. 水处理高级氧化法活性物种生成机制及其技术特征分析[J]. 环境工程, 2020, 38(2): 1-15.
    [3] 徐浩, 乔丹, 许志成, 等. 电催化氧化技术在有机废水处理中的应用[J]. 工业水处理, 2021, 41(3): 1-9.
    [4] 刘明康, 周键, 王三反, 等. Ce修饰Ti/PbO2阳极电催化氧化降解苯酚的研究[J]. 环境科学与管理, 2017, 42(7): 75-79.
    [5] 袁孟孟, 傅鸿宣, 乔丹, 等. Fe3O4/TiOx磁性颗粒构建的2.5维电极及其电催化性能[J]. 工业水处理, 2021, 41(1): 71-76.
    [6] BI Q, ZHANG Z K, SUN Y F, et al. Preparation and performance of highly active and long-life mesopore Ti/SnO2-Sb electrodes for electrochemical degradation of phenol[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2021, 889: 161657.
    [7] 李晓良, 徐浩, 延卫. 高效Ti/PbO2电极制备及对酸性红G的降解研究[J]. 中国环境科学, 2017, 37(7): 2591-2598.
    [8] 唐长斌, 王飞, 牛浩, 等. 引入电弧喷涂氮化锆中间层的钛基PbO2的电催化阳极性能[J]. 材料研究学报, 2020, 34(7): 527-534.
    [9] GUO H, XU Z C, WANG D, et al. Evaluation of diclofenac degradation effect in "active" and "non-active" anodes: a new consideration about mineralization inclination[J]. Chemosphere, 2022, 286: 131580.
    [10] 岳文清, 倪月, 孙则朋, 等. 改性钛基PbO2电极对有机污染物的降解性能:以甲基橙和4-硝基苯酚为例[J]. 中国环境科学, 2022, 42(2): 706-716.
    [11] DONG H, HU X Y, ZHANG Y H, et al. Co/La modified Ti/PbO2 anodes for chloramphenicol degradation: catalytic performance and reaction mechanism[J]. Chemosphere, 2021, 285: 131568.
    [12] 李佳欣, 陈野, 韩洪军, 等. 钛基PbO2电极制备及其电催化处理煤化工废水[J]. 中国给水排水, 2019, 35(3): 111-116.
    [13] 董艳杰, 林海波, 陈碧芬. 苯酚电化学氧化过程中Ti/PbO2阳极钝化现象的研究[J]. 云南化工, 2021, 48(3): 55-58.
    [14] 李献民, 刘立, 董洁, 等. 钛及钛合金材料经济性及低成本方法论述[J]. 中国材料进展, 2015, 34(5): 401-406.
    [15] KITTE S A, ZAFAR M N, ZHOLUDOV Y T, et al. Determination of concentrated hydrogen peroxide free from oxygen interference at stainless steel electrode[J]. Analytical chemistry, 2018, 90(14): 8680-8685.
    [16] 杜重麟, 桂来, 李芬锐, 等. 不锈钢基ZnO/PbO2阵列电极的制备及其析氧电催化性能[J]. 电镀与涂饰, 2021, 40(21): 1659-1665.
    [17] 徐浩, 延卫, 游莉. 不同酸处理对钛基体性能的影响[J]. 稀有金属材料与工程, 2011, 40(9): 1550-1554.
    [18] 丁奇, 王建凤, 王颖, 等. MIL-88A光芬顿催化体系中羟基自由基的检测[J]. 分析仪器, 2021(4): 132-138.
    [19] 杨卫华, 王鸿辉, 付芳, 等. 电沉积条件对Ti/Sb-SnO2/β-PbO2电极性能的影响[J]. 华侨大学学报(自然科学版), 2010, 31(3): 297-301.
    [20] 李会喜, 崔文蓉, 朱薇, 等. 电流密度对Ti/β-PbO2-WC复合电极材料在电解锌液中耐蚀性影响研究[J]. 化学研究与应用, 2018, 30(2): 226-230.
    [21] 杜炳谦, 陈阵, 余强, 等. 温度对Ti/β-PbO2-WC复合电极材料耐蚀性的影响[J]. 材料保护, 2017, 50(5): 42-44

    ,63.
    [22] TAN X D, MA L, HAN P W, et al. Fabrication of boron-doped diamond films electrode for efficient electrocatalytic degradation of cresols[J]. Chemosphere, 2020, 246: 125786.
    [23] 李晓良, 徐浩, 延卫. 十二烷基二甲基甜菜碱对Ti/PbO2电极的改性研究[J]. 西安交通大学学报, 2017, 51(5): 142-148.
    [24] GUO H, XU Z C, QIAO D, et al. Fabrication and characterization of titanium-based lead dioxide electrode by electrochemical deposition with Ti4O7 particles[J]. Water Environment Research, 2021, 93: 42-50.
    [25] ZHANG R R, HUA S G, DANG Y, et al. Strategy for enhancing the electrocatalytic performance of Ti/β-PbO2 anode: optimizing SnO2 intermediate layer by Cs doping and application for the efficient removal of mixed fluoroquinolones[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2022, 895: 162528.
    [26] 王鸿辉, 杨卫华, 黄龙, 等. Ti/α-PbO2/β-PbO2电极电催化氧化处理苯酚废水[J]. 华侨大学学报(自然科学版), 2008,29(2): 263-266.
    [27] QIAO D, XU Z C, GUO H, et al. Non-traditional power supply mode: investigation of electrodeposition towards a better understanding of PbO2 electrode for electrochemical wastewater treatment[J]. Materials Chemistry and Physics, 2022, 284: 126066.
    [28] XUE J Q, MA S W, BI Q, et al. Comparative study on the effects of different structural Ti substrates on the properties of SnO2 electrodes[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2018, 773: 1040-1047.
    [29] 徐浩, 邵丹, 杨鸿辉, 等. Ti/Sb-SnO2电极电解后的表面状态变化[J]. 西安交通大学学报, 2014, 48(2): 93-98. [31] 李鹏, 赵跃民, 王立章, 等. β-PbO2/Sb-SnO2/Ti电极的苯酚电催化性能研究[J]. 电化学, 2014, 20(5): 493-498. [32] 徐浩,郭午琪,王晓璇,等. 超声对二氧化铅电极性质的影响[J]. 西安交通大学学报,2015, 49(7): 82-87,148. [33] 徐浩,张倩,邵丹,等. 钛基体锑掺杂二氧化锡电极的制备与改性研究进展[J]. 化工进展, 2013, 32(增刊1): 145-151. [34] CHEN Y, HONG L, XUE H M, et al. Preparation and characterization of TiO2-NTs/SnO2-Sb electrodes by electrodeposition[J]. Journal of Electroanalytical Chemistry, 2010, 648(2): 119-127. [35] ZHANG Z K, WANG Z Y, SUN Y F, et al. Preparation of a novel Ni/Sb co-doped Ti/SnO2 electrode with carbon nanotubes as growth template by electrodeposition in a deep eutectic solvent[J]. Journal of Electroanalytical Chemistry, 2022, 911: 116225. [36] YU L H, XUE J Q, ZHANG L H, et al. Fabrication of a stable Ti/Pb-TiO<em>xNWs/PbO2 anode and its application in benzoquinone degradation[J]. Electrochimica Acta, 2021, 368: 137532. [37] YUAN M M, SALMAN N M, GUO H, et al. A 2.5D electrode system constructed of magnetic Sb-SnO2 particles and a PbO2 electrode and its electrocatalysis application on Acid Red G degradation[J]. Catalysts, 2019, 9(11): 875.

    XU H, YAN W, YANG H H. Surface analysis of Ti/Sb-SnO2/PbO2 electrode after long time electrolysis[J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2015, 44(11): 2637-2641. [30]
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  163
  • HTML全文浏览量:  17
  • PDF下载量:  11
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-27
  • 网络出版日期:  2023-05-26
  • 刊出日期:  2023-04-01

目录

    /

    返回文章
    返回