湿法冶金行业的节能环保阳极
随着电化学工业的不断发展,传统的阳极材料越来越表现出其局限性。二氧化铅电极因具有化学性质稳定、耐蚀性好、导电性好等特性,
而广泛应用于各类工业生产。本文主要就制备性能优良的二氧化铅电极及其直接测定水体中COD和苯酚降解进行了探索与研究,为电化学工业电极的选用提供技术基础。因此,具有一定的学术和应用价值。
在总结现有Ti/PbO2电极制备方法的基础上,提出在钛基体上热涂覆锡锑氧化物底层的新方法；然后在碱性条件下电沉积α-PbO2为中间层；最后在酸性条件下电沉积β-PbO2为表面层。 采用XRD和SEM对制备的电极进行晶相分析和表面形貌分析。
结果表明,表面层中主要是β-PbO2,且电极表面均匀平整,无裂纹等缺陷,晶粒排布紧密规则。对苯酚降解结果表明电极具有良好的电催化性能。线性扫描伏安曲线表明,电极具有较高的析氧电位,实现了电极的高催化活性和宽电位窗口,适应于各种还原性有机物的降解。
探讨了Ti/PbO2电极直接测定水体中COD的方法。确定最佳测定条件为：工作电极电压为1.4V,Na2SO4电解液浓度为0.02mol/L,在一定的搅拌速度下,电解1.5min,测定其电流变化值；COD测定线性范围为20～200mg/L。每次测定后,对二氧化铅电极进行再生。再生液浓度为0.5mol/L,再生电压1.8V,再生时间为2min。实验采用增大电位气泡更新法使电极得到充分再生,保证了结果的准确性和重现性。该法用于实际水样与标准方法对照测定。
结果表明,二者具有较好的一致性。 通过实验确定了Ti/PbO2电极电催化氧化降解苯酚的最佳工艺条件为：电流密度30mA/cm2、Na2SO4电解质浓度0.1mol/L、pH3.0、降解时间为2.5h。在此条件下,苯酚去除率可达91.3％。苯酚降解过程中不同时间的紫外光谱表明,苯酚的降解是一个复杂的过程,反应过程经历了苯醌中间产物产生和进一步降解的步骤。通过对苯酚降解过程动力学方程的讨论可知,苯酚的电催化氧化降解符合表观一级反应动力学特征。
技术参数:
PH值: <1~4
涂层厚度：0.5-1mm
涂层的主要成分: 贵金属元素+导电陶瓷
电流密度: <1000A/m2
电解液: 硫酸铜+硫酸 或 硫酸镍+硫酸
使用寿命：3-5 年
经国内用户使用，具有如下的优点：
1. 槽电压比铅基阳极下降: 0.05V-0.1V
2. 电极的重量比较轻，操作比较方便 ，易安装。
3. 使用寿命长,是铅基合金阳极的1-2倍.并且析氧电位高，氧化能力强，耐腐蚀性好。
4. 电极采用网状结构，同时改善了电解液的流动性，电流分布更加均匀.
5. 降低了劳动力的支出，由于没有硫酸铅的脱落，电解槽底部没有沉淀的出现，从而又减少了人员的数额，同时也避免了常规电解出现沉积物，需进而返回火法处理所带来的高污染和高能耗.
6. 由于涂层中没有Sn、Sb、Ag等其他离子，对溶液不会产生二次污染
7. 产生的铜或则镍，可以达到高纯度
8. 适用于电积镍、铜、钴等行业
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