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第 37卷第 2期北京化工大学学报(自然科学版) ,
2010年 JournalofBeijingUniversityofChemicalTechnology(NaturalScience) 2010
沸石负载复合氧化物粒子电极的制备
及其电催化活性
辛岳红魏刚魏云鹏金广见施亮
(北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室,北京 100029)
摘要:以经预处理的沸石为基体,采用溶胶-凝胶法制备了以 Sn和 Ti组成的双组份氧化物为负载层的新型粒
子电极。SEM、XRD、EDS的表征显示,Ti和 Sn的氧化物薄膜以高度分散的形态沉积于沸石孔道内。电催化活性的
测定结果表明,Sn与 Ti的物质的量比、溶胶的 pH值、膜的热处理温度是影响粒子电极催化活性的主要因素,当
n(Sn)∶n(Ti)为 01,溶胶的 pH值为 3,膜的热处理温度为 450℃时,复合金属氧化物粒子电极的催化活性最高,所
构成的电催化反应器对抗生素废水的 CODCr去除率达 89% 以上,电流效率为 7437%,每 kgCOD能耗为 1824
kW·h。
关键词:沸石;粒子电极;电催化氧化;废水处理
中图分类号:X70311
引言北京化学试剂公司;无水乙醇,分析纯,北京化工厂;
沸石,大连吸附剂厂。
与传统的二维电极反应器处理难降解有机废水 12 主要仪器及设备
相比,以粒子电极为第三电极的三维电极反应器能 WYK303B2直流稳压电源,扬州东方集团有限
极大扩展电极表面积,加快传质速度及反应速度,提公司;791型磁力加热搅拌器,江苏省金坛市荣华
[1-5]
高电流效率和时空效率。仪器有限公司;COD消解仪,哈希公司;721分光光
已报道的用于废水处理的粒子电极主要有活性度计,上海精密科学仪器有限公司;SX213马弗炉,
[6] [7] [8]
炭、PbO2 、钛泡沫颗粒上涂覆掺 Sb的 SnO2 、北京电炉厂,带程序自动升温装置;S4700型扫描电
[9]
Ebonex(一种陶瓷)上涂覆 RuO2 或 SnO2Sb2O3 、镜,TN4700X 射线能谱仪,日本 Hitachi公司;D/
[10]
Pt和 Ni沉积于 Ebonex载体上、炭黑粉末上担载 max2400型 X射线粉末衍射仪,日本 Rigaku公司。
[11] [12]
SnO2Sb 和活性炭负载 CeO2Sb2O3 等。当前 13 实验方法
三维电极处理有机废水仍面临电流效率低、能耗高选用粒径 05~1cm的天然丝光沸石作为粒子
的难题。Stuki[13]研制的复极式平板电解槽处理含电极载体。实验前,将沸石用蒸馏水反复冲洗后浸
酚废水,电流效率为 40%,每 kgCOD电耗 44kW·h,达泡 12h,解析吸附在载体上的杂质,然后于 100℃下
到了较高水平。烘干,密封保存备用。
本文以多孔沸石为基体,通过负载掺杂 Sn的采用溶胶-凝胶法制备双组分负载型粒子电
TiO2,制成一种电催化活性较高的粒子电极。极。以 SnCl4·5H2O为 Sn源,钛酸四丁酯为 TiO2 前
驱物,无水乙醇为溶剂,加入一定量的水,一定量的
1 实验部分