本發(fā)明屬于化學(xué)電極及其制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極及其制備方法。
背景技術(shù)：
：化學(xué)修飾電極(CME)是70年代中期發(fā)展起來的一門新興的、也是目前非?；钴S的電化學(xué)和電分析化學(xué)的前沿領(lǐng)域?；瘜W(xué)修飾電極是由導(dǎo)體或半導(dǎo)體作的電極，在表面涂敷單分子的、多分子的、離子的或聚合物的具有選擇性化學(xué)基團的一層薄膜(從單分子到幾個微米)，借Faraday(消耗電荷)反應(yīng)而呈現(xiàn)出該修飾膜的化學(xué)的、電化學(xué)的性質(zhì)。通過共價鍵、吸附、聚合等手段有目的地進將具有功能性(如:化學(xué)的、電化學(xué)的、光學(xué)的等)的物質(zhì)引入電極表面，使電極賦予新的、特定的過程稱為電極的化學(xué)修飾，所得到的電極稱為化學(xué)修飾電極。鈦基錫銻涂層電極以其在處理難生物降有機廢水方面的良好表現(xiàn)而引起研究者的廣泛關(guān)注，研究表明，在鈦基錫銻涂層電極中摻雜一些特殊的金屬或非金屬元素，不僅可以改變電極的導(dǎo)電性及穩(wěn)定性，而且也會影響電極的電催化活性，稀土元素由于其特殊的4f電子層結(jié)構(gòu)，具有獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)。稀土元素的催化性能已被研究證實并廣泛應(yīng)用于各種催化劑的制備中。然而，國內(nèi)外將稀土應(yīng)用在電化學(xué)水處理中電催化電極的研制方面卻很少。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極，利用稀土元素Ce特殊的原子結(jié)構(gòu)及其化合物具有特殊的光、電、磁性質(zhì)以及其較高的熱穩(wěn)定性提高電極的催化活性和電流效率。為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極，包括鈦基片、在鈦基片表面涂覆涂液后氧化形成的Ti/Sb-SnO2層以及在Ti/Sb-SnO2層表面反復(fù)涂覆Ce活性層形成的Ce摻雜的Ti/Sb-SnO2電極。本發(fā)明所述的稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極中，進一步的方案，所述涂液是用SnCl4·5H2O和SbCl3與乙二醇、檸檬酸為原料制備而成，其制備方法如下：先將乙二醇與檸檬酸反應(yīng)制得乙二醇檸檬酸酯的醇溶液，然后加入SnCl4·5H2O和SbCl3，攪拌并升溫至85-95℃，恒溫25-35分鐘。本發(fā)明所述的稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極中，進一步的方案，乙二醇的物質(zhì)的量：檸檬酸的物質(zhì)的量：SnCl4·5H2O和SbCl3的物質(zhì)的量之和為14：3：1，所述SnCl4·5H2O和SbCl3的Sn與Sb的原子質(zhì)量比為100:10。本發(fā)明的另一目的在與提供一種稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極的制備方法，通過該方法獲得一種具有高催化活性和高電流效率的稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極。一種稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極的制備方法，該制備方法包括以下步驟：1)Ti電極的制備：將鈦基片用砂紙打磨，以水沖凈后置于NaOH溶液中加熱至沸騰，取出再用草酸溶液加熱至沸騰進行蝕刻，即得到Ti電極；2)Ti/Sb-SnO2電極的制備：用SnCl4·5H2O和SbCl3與乙二醇、檸檬酸為原料制備涂液，將制備的涂液涂覆在步驟1)所制備的Ti電極上，置于烘箱中烘烤，然后轉(zhuǎn)入馬弗爐中焙燒，重復(fù)涂覆、烘烤和焙燒10-15次；最后置于馬弗爐中氧化并冷卻后得到Ti/Sb-SnO2電極；3)Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極的制備：將按照Sn:Sb:Ce的原子質(zhì)量比100:10:1的比例的活性層反復(fù)涂覆在Ti/Sb-SnO2電極表面，形成Ce摻雜的Ti/Sb-SnO2電極。上述制備方法中，進一步的方案，步驟1)中NaOH溶液的質(zhì)量濃度為3-8％，在NaOH溶液中沸騰的時間為0.5-1.2小時；草酸溶液的質(zhì)量濃度為8-12％，在草酸溶液中加熱沸騰的時間為1.5-2.5小時。上述制備方法中，進一步的方案，步驟2)中制備涂液的具體步驟為：先將乙二醇與檸檬酸反應(yīng)制得乙二醇檸檬酸酯的醇溶液，然后加入SnCl4·5H2O和SbCl3，攪拌并升溫至85-95℃，恒溫25-35分鐘。上述制備方法中，進一步的方案，乙二醇的物質(zhì)的量：檸檬酸的物質(zhì)的量：SnCl4·5H2O和SbCl3的物質(zhì)的量之和為14：3：1，所述SnCl4·5H2O和SbCl3的Sn與Sb的原子質(zhì)量比為100:10。上述制備方法中，進一步的方案，步驟2)中烘箱烘烤的溫度為120-140℃，烘烤的時間為8-12分鐘；馬弗爐的溫度為480-550℃，焙燒的時間為8-12分鐘；最后在馬弗爐中氧化的時間為0.8-1.2小時。上述制備方法中，進一步的方案，步驟3)中反復(fù)涂覆Ce活性層的次數(shù)為5-8次。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果如下：1.本發(fā)明所述的稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極，電極的真實面積大大增加，晶粒結(jié)合緊密無裂縫，可有效阻止新生態(tài)氧原子的擴散，避免高阻型TiO2氧化膜的形成，有利于延長電極使用壽命；2.本發(fā)明所述的稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極中，Ce在SnO2中固溶改變了SnO2晶粒生成速度與成長速度之比，使得SnO2粒徑減小，比表面積增大，增加了活性點的數(shù)量，有利于提高電催化活性；3.本發(fā)明所述的稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極中，鈰的加入使電極性能有所提高，相對于Ti基體電極和Ti/Sb-SnO2電極，Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極的電流效率最大，能夠更加高效率地降解有機物。下面將結(jié)合附圖及具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明。附圖說明圖1是本發(fā)明Ti電極、Ti/Sb-SnO2電極以及Ce摻雜的Ti/Sb-SnO2電極三種電極的SEM圖；其中(a)為Ti基體電極的掃描電鏡圖；(b)為Ti/Sb-SnO2電極的掃描電鏡圖；(c)為Ce摻雜的Ti/Sb-SnO2電極的掃描電鏡圖；圖2為本發(fā)明所制備的Ti電極的EDS圖；圖3為本發(fā)明所制備的Ti/Sb-SnO2電極的EDS圖；圖4為本發(fā)明所制備的Ce摻雜的Ti/Sb-SnO2電極的EDS圖；圖5為本發(fā)明Ti電極、Ti/Sb-SnO2電極以及Ce摻雜的Ti/Sb-SnO2電極的XRD圖；其中a表示Ti電極、b表示Ti/Sb-SnO2電極、c表示Ce摻雜的Ti/Sb-SnO2電極；圖6為本發(fā)明Ti電極、Ti/Sb-SnO2電極以及Ce摻雜的Ti/Sb-SnO2電極的循環(huán)伏安圖；其中a表示Ti電極、b表示Ti/Sb-SnO2電極、c表示Ce摻雜的Ti/Sb-SnO2電極；圖7為本發(fā)明Ti電極、Ti/Sb-SnO2電極以及Ce摻雜的Ti/Sb-SnO2電極在不同電解時間溶液中剩余DBP的濃度圖；其中a表示Ti電極、b表示Ti/Sb-SnO2電極、c表示Ce摻雜的Ti/Sb-SnO2電極。具體實施方式本發(fā)明所述的稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極，其包括鈦基片、在鈦基片表面涂覆涂液后氧化形成的Ti/Sb-SnO2層以及在Ti/Sb-SnO2層表面反復(fù)涂覆Ce活性層形成的Ce摻雜的Ti/Sb-SnO2電極。本發(fā)明所述的稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極中，進一步的方案，所述涂液是用SnCl4·5H2O和SbCl3與乙二醇、檸檬酸為原料制備而成，其制備方法如下：先將乙二醇與檸檬酸反應(yīng)制得乙二醇檸檬酸酯的醇溶液，然后加入SnCl4·5H2O和SbCl3，攪拌并升溫至85-95℃，恒溫25-35分鐘。本發(fā)明所述的稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極中，進一步的方案，乙二醇的物質(zhì)的量：檸檬酸的物質(zhì)的量：SnCl4·5H2O和SbCl3的物質(zhì)的量之和為14：3：1，所述SnCl4·5H2O和SbCl3的Sn與Sb的原子質(zhì)量比為100:10。在本發(fā)明中由于Ce是稀土元素的一種，其原子結(jié)構(gòu)特殊，電子層結(jié)構(gòu)為4f14d16s2，內(nèi)層4f軌道未成對電子多，性質(zhì)非?；顫姡瑤缀蹩膳c所有元素發(fā)生作用，由于其獨特的f電子構(gòu)型，其化合物具有特殊的光、電和磁性質(zhì)，例如：CeO2氧化能力強，性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水和堿溶液，難溶于鹽酸及過氧化氫，熱穩(wěn)定性較高(800℃時可保持不變)。因此得到的稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極催化活性和電流效率。本發(fā)明的另一目的在與提供一種稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極的制備方法，通過該方法獲得一種具有高催化活性和高電流效率的稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極。一種稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極的制備方法，該制備方法包括以下步驟：1)Ti電極的制備：將鈦基片用砂紙打磨，以水沖凈后置于NaOH溶液中加熱至沸騰，取出再用草酸溶液加熱至沸騰進行蝕刻，即得到Ti電極；2)Ti/Sb-SnO2電極的制備：用SnCl4·5H2O和SbCl3與乙二醇、檸檬酸為原料制備涂液，將制備的涂液涂覆在步驟1)所制備的Ti電極上，置于烘箱中烘烤，然后轉(zhuǎn)入馬弗爐中焙燒，重復(fù)涂覆、烘烤和焙燒10-15次；最后置于馬弗爐中氧化并冷卻后得到Ti/Sb-SnO2電極；3)Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極的制備：按照Sn:Sb:Ce的原子質(zhì)量比100:10:1的比例的活性層反復(fù)涂覆在Ti/Sb-SnO2電極表面，形成Ce摻雜的Ti/Sb-SnO2電極。上述制備方法中，進一步的方案，步驟1)中NaOH溶液的質(zhì)量濃度為3-8％，優(yōu)選的NaOH溶液的質(zhì)量濃度為5％；在NaOH溶液中沸騰的時間為0.5-1.2小時，優(yōu)選1小時；草酸溶液的質(zhì)量濃度為8-12％，優(yōu)選的草酸濃度為10％，在草酸溶液中加熱沸騰的時間為1.5-2.5小時，優(yōu)選2小時。上述制備方法中，進一步的方案，步驟2)中制備涂液的具體步驟為：先將乙二醇與檸檬酸反應(yīng)制得乙二醇檸檬酸酯的醇溶液，然后加入SnCl4·5H2O和SbCl3，攪拌并升溫至85-95℃，恒溫25-35分鐘。上述制備方法中，進一步的方案，乙二醇的物質(zhì)的量：檸檬酸的物質(zhì)的量：SnCl4·5H2O和SbCl3的物質(zhì)的量之和為14：3：1，所述SnCl4·5H2O和SbCl3的Sn與Sb的原子質(zhì)量比為100:10。上述制備方法中，進一步的方案，步驟2)中烘箱烘烤的溫度為120-140℃，烘烤的時間為8-12分鐘；馬弗爐的溫度為480-550℃，焙燒的時間為8-12分鐘；最后在馬弗爐中氧化的時間為0.8-1.2小時。上述制備方法中，進一步的方案，步驟3)中反復(fù)涂覆Ce活性層的次數(shù)為5-8次。以下是本發(fā)明部分具體的實施例，下述實施例中所采用的原料、試劑以及設(shè)備，除特殊限定外均可以通過商業(yè)渠道獲得。實施例1一種稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極，通過以下方法制備而成：1)Ti電極的制備：將鈦基片用砂紙打磨，以水沖凈置于質(zhì)量分數(shù)為3％的NaOH溶液中加熱至沸騰1.2h，取出再用質(zhì)量分數(shù)為8％的草酸溶液加熱至沸騰2.5h進行蝕刻，即得到Ti電極；2)Ti/Sb-SnO2電極的制備：在60℃下，先將乙二醇與檸檬酸反應(yīng)制得乙二醇檸檬酸酯的醇溶液，然后加入原子質(zhì)量比為100：10的SnCl4·5H2O和SbCl3，乙二醇、檸檬酸、鹽(SnCl4·5H2O和SbCl3)的物質(zhì)的量的比為14：3：1，攪拌并升溫至85℃，恒溫350min，即制得涂液；將涂液均勻涂覆在鈦電極上，先在125℃烘箱中保持12min，然后轉(zhuǎn)入480℃的馬弗爐中焙燒12min，再進行涂覆，反復(fù)10次，最后置于馬弗爐中氧化0.8h并隨爐冷卻，即制備得到Ti/Sb-SnO2電極；3)Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極的制備：將Sn:Sb:Ce的原子質(zhì)量比100:10:1的活性層經(jīng)過5次反復(fù)涂覆在Ti/Sb-SnO2電極表面形成Ce摻雜的Ti/Sb-SnO2電極。實施例2一種稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極，通過以下方法制備而成：1)Ti電極的制備：將鈦基片用砂紙打磨，以水沖凈置于質(zhì)量分數(shù)為5％的NaOH溶液中加熱至沸騰1h，取出再用質(zhì)量分數(shù)為10％的草酸溶液加熱至沸騰2h進行蝕刻，即得到Ti電極；2)Ti/Sb-SnO2電極的制備：在60℃下，先將乙二醇與檸檬酸反應(yīng)制得乙二醇檸檬酸酯的醇溶液，然后加入原子質(zhì)量比為100：10的SnCl4·5H2O和SbCl3，乙二醇、檸檬酸、鹽(SnCl4·5H2O和SbCl3)的物質(zhì)的量的比為14：3：1，攪拌并升溫至90℃，恒溫30min，即制得涂液。將其均勻涂覆在鈦電極上，先在130℃烘箱中保持10min，然后轉(zhuǎn)入500℃的馬弗爐中焙燒10min，再進行涂覆，反復(fù)12次，最后置于馬弗爐中氧化1.0h并隨爐冷卻，即制備得到Ti/Sb-SnO2電極；3)Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極的制備：將Sn:Sb:Ce的原子質(zhì)量比100:10:1的Ce活性層經(jīng)過6次反復(fù)涂覆在Ti/Sb-SnO2電極表面形成Ce摻雜的Ti/Sb-SnO2電極。實施例3一種稀土Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極，通過以下方法制備而成：1)Ti電極的制備：將鈦基片用砂紙打磨，以水沖凈置于質(zhì)量分數(shù)為8％的NaOH溶液中加熱至沸騰0.8h，取出再用質(zhì)量分數(shù)為12％的草酸溶液加熱至沸騰1.5h進行蝕刻，即得到Ti電極；2)Ti/Sb-SnO2電極的制備：在60℃下，先將乙二醇與檸檬酸反應(yīng)制得乙二醇檸檬酸酯的醇溶液，然后加入原子質(zhì)量比為100：10的SnCl4·5H2O和SbCl3，乙二醇、檸檬酸、鹽(SnCl4·5H2O和SbCl3)的物質(zhì)的量的比為14：3：1，攪拌并升溫至90℃，恒溫30min，即制得涂液。將其均勻涂覆在鈦電極上，先在135℃烘箱中保持8min，然后轉(zhuǎn)入550℃的馬弗爐中焙燒8min，再進行涂覆，反復(fù)15次，最后置于馬弗爐中氧化1.2h并隨爐冷卻，即制備得到Ti/Sb-SnO2電極；3)Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極的制備：將Sn:Sb:Ce的原子質(zhì)量比100:10:1的Ce活性層經(jīng)過8次反復(fù)涂覆在Ti/Sb-SnO2電極表面形成Ce摻雜的Ti/Sb-SnO2電極。電極性能表征1.掃描電子顯微鏡SEM和EDS用美國AmarryXYKY-1000BEDS型掃描電子顯微鏡(SEM)分別觀察實施例2中的Ti電極、Ti/Sb-SnO2電極以及Ce摻雜的Ti/Sb-SnO2電極的表面形貌，確定電極表層元素組成和各元素的原子比。掃描電子顯微鏡SEM結(jié)果參見圖1；掃描電子顯微鏡EDS結(jié)果參見圖2-4和表1。從圖1(a)可以看出，經(jīng)預(yù)處理后的電極表面產(chǎn)生了很多蜂窩狀的空隙，且分布較均勻。實驗結(jié)果表明，這種結(jié)構(gòu)有助于增強鈦基體與表面涂層的結(jié)合力，使電極的導(dǎo)電性和耐腐蝕性明顯增強。圖1(b)可以看出所制備的電極表面生成了一層氧化物晶粒,這是由于涂層中的錫組分能與鈦基體形成Ti/Sn金屬間化合物，加強了基體與活性涂層的附著力，同時也使鈦基體不易被氧化,從而可以延長電極的工作壽命，但是這些氧化物晶粒尺寸大分布不均勻，長時間受新生態(tài)氧原子的擴散作用會使涂層脫落。圖1(c)中顯示，加入鈰后電極表面顆粒狀晶粒變得非常小，使電極的真實面積大大增加，晶粒結(jié)合緊密無裂縫，可有效阻止新生態(tài)氧原子的擴散，避免高阻型TiO2氧化膜的形成，有利于延長電極使用壽命。這說明適量的鈰有利于晶粒細化使得電極在溶液中可以較好地避免電解質(zhì)通過裂縫和小孔滲透到電極基體形成TiO2，對鈦基錫銻電極的制備十分有利。表1：三種電極的EDS結(jié)果元素Ti電極Ti/Sb-SnO2電極Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極Sn027.94％33.90％O8.72％60.03％59.14％Ti90.56％12.03％6.14％Cl0.72％00.82％圖2是Ti基體電極的EDS圖，圖中可以看出除了Ti以外還含有少量O，可能是由于純鈦很容易被氧化在與空氣接觸時產(chǎn)生了少量的TiO2所致。極少量的Cl是考慮在實驗過程中帶入的雜質(zhì)或涂液中的Cl沒有完全揮發(fā)所致。圖3顯示Ti/Sb-SnO2電極的主要成分是Sn和O，Ti也被檢測到說明電極涂層厚度與EDX測試的深度相近或基底鈦部分沒有完全覆蓋；對電極表面進行點分析沒有檢測到元素Sb，結(jié)果表明在低摻雜的情況下(Sn：Sb＝10：1)，Sb以取代(置換)或填隙(間隙)的方式進入SnO2晶格，在禁帶中引入雜質(zhì)能級，有利于增強SnO2半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性。圖4顯示的Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極的EDS中主要成分同樣是Sn和O，沒有檢測到元素Ce，考慮Ce以填隙(間隙)的方式進入SnO2晶格。同時表1中顯示Ti/Sb-SnO2電極和Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極的主要成分一樣并且含量相近，說明加入Ce只起晶粒細化的作用，這與SEM結(jié)果一致。2.X射線衍射儀XRD表征對實施例2所制備的Ti電極、Ti/Sb-SnO2電極以及Ce摻雜的Ti/Sb-SnO2電極用日本理學(xué)公司D/max-rA轉(zhuǎn)靶X射線衍射儀(XRD)確定電極涂層的晶體結(jié)構(gòu)，實驗條件如下:Cu陽極，石墨單色器，電壓:45kV，電流:50mA，狹縫:DS＝10，SS＝1°，RS＝0.15mm，掃描范圍為150-850，掃描速度為0.07s。結(jié)果參見圖5。圖5的結(jié)果顯示：Ti基體電極XRD圖中70.049°的衍射峰表明其主要成分是Ti，這與EDS的實驗結(jié)果一致。而Ti/Sb-SnO2電極XRD中2θ為26.56°、33.7°和51.96°處的3個衍射峰分別對應(yīng)于Sn的(110)、(101)和(211)晶面，與四方相SnO2的JCP-DS標準卡片(卡片號:21-1250)數(shù)據(jù)相符，說明形成了SnO2晶體，屬四方相金紅石型。沒有檢測到元素Sb的氧化物組分，這可能是Sb以取代(置換)或填隙(間隙)的方式進入SnO2晶格的緣故，這與前面能譜分析結(jié)果一致。但是檢測到元素Ti，可能是電極涂層厚度與測試的深度相近或基底鈦部分沒有完全覆蓋。Ce摻雜Ti/Sb-SnO2的XRD圖與Ti/Sb-SnO2電極XRD圖基本一致，主要成分是四方相金紅石型SnO2，只是SnO2晶相所對應(yīng)衍射峰強度變強且峰形寬化，考慮是Ce在SnO2中固溶改變了SnO2晶粒生成速度與成長速度之比，使得SnO2粒徑減小，比表面積增大，這意味著活性點的數(shù)量增加，有利于提高電催化活性。3.循環(huán)伏安表征用CHI660型電化學(xué)工作站進行循環(huán)伏安測量，飽和甘汞電極(SCE)為參比電極，Ti基體為對電極，工作電極分別采用實施例2所制備的Ti電極、Ti/Sb-SnO2電極和Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極，有效面積均為2.5cm×2.5cm，電極間距為1.5cm，電解液為5mg/lDBP+0.1MNaCl，掃描范圍0～2V，掃描速率10mV/s。結(jié)果參見圖6。圖6的結(jié)果可以看出三種電極的析氧電位有明顯差別，其析氧電位最小的為Ti基體電極1.5v，Ce摻雜Ti/Sb-SnO2和Ti/Sb-SnO2基本相同都在1.8v左右，在電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)的同時,存在著水電解析出氧氣和氫氣的競爭反應(yīng)，若有機物的氧化電位小于電極的析氧電位,在陽極達到析氧電位前，有機物在陽極上得以催化氧化，所以在氧化相同含量DBP時Ti基體電極由于其析氧電位小很難氧化該有機物。圖中顯示Ti基體曲線比較平緩，這說明在平衡電位下,電極溶液界面只有極少量的電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，而且電子轉(zhuǎn)移全部改變電極表面的界面雙電層,是一個對界面雙電層充放電的過程,不存在法拉第電子轉(zhuǎn)移過程，同樣說明Ti基體電極很難氧化該有機物DBP。相反Ti/Sb-SnO2和Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極曲線有坡度且分別在1v和1.2v(vsAg/Ag-Cl)處開始氧化DBP，且Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極氧化的峰電流值明顯升高，說明鈰的加入使電極性能有所提高(與前面表征的結(jié)果一致)，氧化相同DBP時Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極的電流效率最大，能夠更加高效率地降解有機物。4.降解DBP試驗分別以實施例2中所制備的Ce摻雜Ti/Sb-SnO2、Ti/Sb-SnO2和Ti電極為陽極，以Ti電極為陰極，利用自制的電解裝置進行電解實驗；電解液5mg/lDBP+0.1MNaCl,電解液體積400ml，電流密度1.6mA/cm2，電極間距1.5cm，pH值為6.89，電極面積2.5cm×2.5cm，并采用中速攪拌。結(jié)果參見圖7。圖7的結(jié)果顯示：Ti電極在電解前20min去除效果比較明顯DBP由5ppm直接降到4.3ppm，60min以后曲線變得平緩電極降解DBP能力下降直到120min以后DBP濃度不再下降，去除率很低只有32％。而Ti/Sb-SnO2電極在20min時DBP就從5ppm降解到4ppm效果明顯優(yōu)于Ti電極，180min以后DBP濃度不再變化，去除率比Ti電極高8％，說明錫銻氧化物的加入確實提高了鈦電極的電催化活性。但是Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極在20min時DBP就降解到了3.5ppm，催化性能進一步增強，90min以后曲線趨于平緩180min以后DBP濃度保持不變，去除率達到60％。明顯看出Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極的電流效率大大高于以上兩個電極，這與以上表征的結(jié)果相吻合。但是DBP去除率偏低考慮是施加電流強度較低所致。通過上述的表征結(jié)果得出結(jié)論如下：1)掃描電子顯微鏡SEM和EDS結(jié)果表明，錫銻氧化物涂層的加入使得鈦基體表面積有所增加催化活性增強，但晶粒較大分布不均勻涂層不牢固，摻雜鈰后晶粒細小結(jié)合緊密無裂縫，增加催化活性中心的同時延長了電極的工作壽命，對錫銻氧化物涂層電極有利。2)X射線衍射XRD顯示，Ti/Sb-SnO2電極和Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極的主要成分都是催化活性高的四方相金紅石型SnO2，但Ce的加入使SnO2衍射峰強度變強峰形寬化，使得SnO2粒徑減小，比表面積增大，與掃描電子顯微鏡結(jié)果一致。3)循環(huán)伏安結(jié)果顯示，錫銻氧化物涂層的加入使得鈦基體電極析氧電位變大，氧化性能有所提高，但Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極氧化的峰電流值明顯升高，氧化電位變小，電流效率增大。4)降解DBP實驗結(jié)果證明，錫銻氧化物的加入使鈦電極的電催化活性增強DBP的去除率有所增加，但Ce摻雜Ti/Sb-SnO2電極電催化活性明顯增強，DBP去除率達到60％，這與以上表征的結(jié)果相吻合。上述實施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，不能以此來限定本發(fā)明保護的范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何非實質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所要求保護的范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3