亚氧化钛块体电极的电化学特性及其对几种工业有机废水的降解效能研究

作     者：王文俊 刘会军 罗梦琪 曾潮流 WANG Wenjun;LIU Huijun;LUO Mengqi;ZENG Chaoliu

作者机构：松山湖材料实验室广东东莞523808 中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110016 

出 版 物：《材料研究与应用》 (Materials Research and Application)

年 卷 期：2022年第16卷第3期

页      面：393-401页

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金青年项目(No.51501205) 

主　　题：亚氧化钛 阳极 电化学氧化 工业有机废水 降解效能 

摘      要：亚氧化钛电极Ti_(n)O_(2n-1)(4≤n≤10)具有环境友好、导电性好、耐强酸强碱、析氧电位高等优异性能,在电催化氧化处理难降解有机废水领域中极具应用潜力。采用自制的亚氧化钛块体电极,研究该电极的电化学特性及其对多种难降解工业有机废水的降解效能,并表征该电极的组成和表面形貌。结果表明:该块体电极为表面多孔结构,电极表层的主相为Ti_(n)O_(2n-1),电极的粗糙系数约为500,能为电化学反应提供较大的活性比表面积;同时,其电化学电位稳定窗口可高达3.6 V,电化学交换电流密度为4.606×10^(-2)mA·cm^(-2),均高于DSA电极(2.3 V和1.861×10^(-2)mA·cm^(-2));此外,该块体电极及DSA电极的电化学氧化降解亚甲基蓝(MB)的过程均符合准一级反应动力学方程,且反应动力学常数k_(亚氧化钛)=2.0 k_(DSA)。利用亚氧化钛块体电极对多种工业废水,如垃圾渗滤液、金属冶炼厂的残余液等样本进行了降解处理,上述废液的化学需氧量(COD_(Cr))去除率均能达到90%以上,表明该电极装置能有效地处理难降解工业废水。