收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

钛基掺硼金刚石薄膜电极的制备、性质及其在废水处理中的应用

孙见蕊  
【摘要】:近年来,电化学高级氧化技术处理废水已经越来越受到人们的关注,因为它具有电氧化效率高、环境友好和易于操作等优点。电化学氧化效率与电极材料密切相关,需要电极拥有较高的析氧电位。 掺硼金刚石电极(BDD)由于具有电化学窗口宽,背景电流低,抗腐蚀性强,化学性能稳定等诸多优点而受到人们的广泛关注,在电氧化,电分析,电合成,电容器,电流型生物传感器等方面的应用研究越来越多。BDD电极最初大多以Si、Ta、Nb、W等为基体,但是这些基体存在导电性差,或者机械强度低,或者价格较高等缺陷。 本文分别以平板钛和多孔钛两种材料作为电极基体,在不同的条件下制备了硼掺杂金刚石薄膜电极,研究了电极的结构,性质,以及在废水处理中的应用。主要研究成果如下: (1)平板Ti/BDD电极的制备、性质研究 采用微波等离子体化学气相沉积法,以平板Ti为基体,以甲烷、氢气、硼酸三甲酯作为气源,制备出高质量的Ti/BDD电极。该电极具有良好的晶形,晶粒分布均匀连续,无裂缝或孔洞出现,并且电极中的金刚石含量较高。通过电化学测试表明Ti/BDD电极具有较宽的电势窗口,较低的背景电流,并且电化学性质稳定,在较高电压下具有自清洁能力。通过电化学加速寿命实验表明,电极薄膜与基体之间的结合力良好,具有较长的寿命。 (2)平板Ti/BDD电极在电化学废水处理中的应用研究 分别以茜素红和低浓度苯酚为模拟污染物,研究了BDD电极的电催化氧化性能。循环伏安的实验结果表明,在BDD电极上,苯酚的氧化峰可以和析氧峰完全分开。在含有不同浓度苯酚溶液的循环伏安实验中,苯酚的氧化峰电流密度和苯酚浓度成正比,证明氧化反应为一级反应,苯酚的氧化峰电流密度和扫描速率的平方根成正比,证明电极反应受传质控制。茜素红废水降解的实验结果表明,在茜素红废水降解过程中,Ti/BDD电极可以直接将茜素红降解为二氧化碳而产生很少的中间产物。 (3)多孔钛基体BDD电极制备条件的探索研究 采用热丝化学气相沉积法制备了一系列的以多孔钛为基体的BDD薄膜电极。以甲烷、氢气、硼酸三甲酯作为气源,分别考察了反应气体流速,反应气体比例,反应偏压对金刚石薄膜生长的影响。最终确定使得BDD电极电化学性能最好的生长条件为V_(CH_4):V_(B(OCH_3)_3/H_2):V_(H_2)=3(:9-3):300,反应腔体压强为4kPa,反应偏压为57V。所制备的电极晶型良好,并且能够在将多孔钛基体完整的覆盖,包括电极的表面和孔的内部。 (4)多孔Ti/BDD电极的性质及其在废水处理中的应用研究 利用SEM,Raman和XRD技术分析了金刚石薄膜电极的表面形态,实验结果表明所制备的以多孔钛为基体的硼掺杂金刚石薄膜电极结构均匀,sp~3杂化的金刚石成分较纯,并且大部分以(111)晶面呈现。循环伏安实验结果表明,该电极具有较宽的电化学窗口,在铁氰化钾溶液中具有准可逆性。在对苯二酚模拟废水的降解实验中,多孔Ti/BDD电极比平板Ti/BDD电极对COD具有更高的去除速率。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李学敏;汪家道;刘峰斌;;金刚石薄膜电极处理炸药废水的实验研究[J];铜业工程;2005年04期
2 夏虹;李娟;张永刚;;电化学氧化-内电解耦合预处理高浓度制药废水[J];天津工业大学学报;2011年01期
3 聂春红;王宝辉;;电化学工艺处理有机废水的研究进展[J];化工环保;2011年04期
4 张平;;造纸用水处理剂[J];精细与专用化学品;1987年09期
5 方宁;贾金平;钟登杰;王亚林;;掺硼金刚石薄膜电极在水处理中应用的研究进展[J];环境污染与防治;2007年09期
6 张腾云;范洪波;廖世军;;联合电催化氧化处理难降解有机废水研究进展[J];工业水处理;2009年06期
7 许景文;;脱盐技术在废水处理中的应用[J];上海化工;1984年02期
8 庞文亮,金奇庭,张希衡;新型电极与处理含氰废水的研究[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);1989年02期
9 罗耀宗;阎秀芬;;小型高浓度重金属离子净化车[J];表面技术;1989年05期
10 徐亚同;;废水处理文献中符号的规范化[J];上海环境科学;1989年01期
11 李海青;朱章玉;李道棠;;混凝法处理搪瓷废水工艺研究[J];上海环境科学;1993年03期
12 翟由涛;一种改进的废水处理方法[J];甘肃环境研究与监测;1994年04期
13 王永仪;杨志华;蒋展鹏;顾夏声;;废水湿式催化氧化处理研究进展[J];环境科学进展;1995年02期
14 李泽洪,樊自田;日用化工废水处理工程设计[J];日用化学工业;2001年06期
15 胥维昌;染料行业废水处理现状和展望[J];染料与染色;2002年06期
16 刘金昌,颜学禄;白酒酿造企业废水处理案例[J];酿酒科技;2002年01期
17 罗祎;郝常明;;光合细菌的应用及其研究进展[J];中国食品学报;2002年01期
18 疏明君;李友明;谢澄;陈中豪;;复合型氨基葡聚糖絮凝剂的实验研究[J];广州环境科学;2002年02期
19 陈德泉,刘春风;直接吸入火焰原子吸收分光光度法测定废水中锌含量的研究[J];福建分析测试;2003年02期
20 周磊,陈朱蕾,廖波,孙蔚旻;厌氧折流板反应器性能研究进展[J];工业水处理;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘渊;夏本立;丛继信;王力;;MBR工艺在废水处理中的研究发展及应用[A];2010年膜法市政水处理技术研讨会论文集[C];2010年
2 王珺;贾金平;张卫;;高掺杂的掺硼金刚石薄膜电极的性质[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
3 滕秀清;王玉坤;;锅炉除渣废水处理循环利用技术[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
4 钱瑛;;Fe腐蚀在Cr(Ⅵ)废水处理中应用的研究[A];2004年腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文集[C];2004年
5 许宗浩;常品茹;;粉煤灰在印染废水治理中的应用[A];煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开采专业委员会2007年学术年会论文集[C];2007年
6 李耀华;;印染过程中的清洁生产问题研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2010年
7 邓阿建;;废水改造处理[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上)[C];2003年
8 王武雄;代金焕;张国标;;含多种金属的磷化废水中磷的处理研究[A];2008中国可持续发展论坛论文集(2)[C];2008年
9 玉显恒;;环境监测站实验室废水处理初探[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
10 滕济林;李若征;张萌;袁金萍;;特种活性炭吸附处理焦化含酚废水的试验研究[A];全国冶金节水与废水利用技术研讨会文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙见蕊;钛基掺硼金刚石薄膜电极的制备、性质及其在废水处理中的应用[D];吉林大学;2012年
2 高成耀;金刚石薄膜电极的电催化性能及应用[D];天津大学;2009年
3 顾宁;二氧化氯和超细氧化铁在废水处理中的组合应用技术研究[D];中北大学;2012年
4 高磊;玉米深加工过程废水处理及回用模式研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 李中坚;基于微生物电化学系统的废水处理技术研究[D];浙江大学;2012年
6 汪美贞;烟草加工废水处理及其微生物学机制研究[D];浙江大学;2010年
7 胡龙兴;SBBR技术特性和动力学机制及其在废水处理中的应用[D];上海大学;2004年
8 张运华;钢铁工业综合废水处理与资源化技术研究[D];武汉大学;2011年
9 林海波;电化学氧化法处理难生物降解有机工业废水的研究[D];吉林大学;2005年
10 郑来久;红麻韧皮纤维生物酶脱胶改性研究[D];东华大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 景长勇;新型高效电化学反应器的研究[D];华北电力大学(河北);2005年
2 魏晓金;微生物絮凝剂在废水处理中的应用研究[D];武汉科技大学;2005年
3 杨清清;利用废弃物作替代培养基制备微生物絮凝剂的研究[D];暨南大学;2006年
4 多思;壳聚糖修饰掺硼金刚石薄膜电极测定铜离子[D];天津理工大学;2011年
5 关国栋;高炉煤气洗涤水脱氰的研究[D];武汉科技大学;2005年
6 王丽琼;高级氧化技术氧化降解有机废水的研究[D];福建师范大学;2005年
7 覃晶晶;氧化—混凝法处理餐饮废水的实验研究[D];武汉科技大学;2005年
8 李彤;应用水解+A/O工艺治理化工废水的工程实践[D];天津大学;2005年
9 林辉;脉冲电絮凝处理餐饮废水的研究[D];武汉大学;2004年
10 吴坚扎西;不同温度条件下活性污泥相关特性的研究[D];天津大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 宗华;废水处理添新工艺[N];中国石化报;2001年
2 本报记者;农业部为祁圩村设计污水处理方案[N];淮南日报;2006年
3 张成华;江苏亚太开发出废水处理新技术[N];中国高新技术产业导报;2000年
4 本报记者 张孟军;发酵产氢:废水处理的新方法[N];科技日报;2002年
5 耿标 朱辉煌 冯新建;让水电建设实现节能减排[N];中国企业报;2011年
6 顾定槐;普莱克斯为奥运废水处理厂供氧气[N];中国化工报;2008年
7 王孝弟;浙江最大工业废水处理项目在巨化建成[N];中国化工报;2000年
8 柳尧杰;泰山纸业:废水处理打破“坚冰”[N];莱芜日报;2007年
9 ;污水流出巨大商机[N];民营经济报;2006年
10 汪焕心;浅谈制浆造纸的废水处理[N];中国包装报;2004年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978