In de afgelopen jaren heeft economische groei de krachtige ontwikkeling van geneeskunde, pesticiden, chemische productie en andere gebieden bevorderd. Tegelijkertijd hebben de output en soorten organische verbindingen explosieve groei aangetoond. Vanwege de kenmerken van organische stoffen die moeilijk te degraderen zijn, zal gemakkelijk bioaccumuleren en zeer biotoxische, ontladen in waterlichamen het milieu vervuilen en de menselijke gezondheid bedreigen. De elektrocatalytische oxidatiemethode heeft de voordelen van hoog rendement en geen secundaire vervuiling bij het afbreken van organische verontreinigende stoffen in industrieel afvalwater, dat meer wetenschappers heeft ertoe aangezet zich te wijden aan het onderzoek naar het gebruik van elektrokatalytische oxidatietechnologie om organische afvalwater van de bestraffing te behandelen.
DSA (Dimens-Naoystableanode) is een coatinganode gemaakt door enkele metaaloxiden te coaten met elektrokatalytische activiteit op het oppervlak van een titaniumsubstraat. Het heeft de voordelen van stabiele anodegrootte, goede elektrokatalytische activiteit, een laag werkspanning en lange levensduur. Het is veel gebruikt bij de behandeling van afvalwater van de organische verontreinigende stoffen). RUO2 heeft een uitstekende activiteit van zuurstofevolutie en elektrokatalytische activiteit en wordt vaak geselecteerd als de belangrijkste katalytische component van DSA -coating. De ti-ru binaire coatinganode heeft echter nog steeds problemen in de toepassing, zoals de hoge prijs van edelmetalen, wat resulteert in overmatig hoge elektrodebereidingskosten; Ruo2 zelf heeft een slechte stabiliteit en het substraattitanium wordt gemakkelijk geoxideerd, wat de hechting van de coating verzwakt en ervoor zorgt dat deze eraf valt, wat resulteert in elektrode -inactivering). Deze defecten maken de ti-ru binaire gecoate titaniumanode die niet in staat is om te voldoen aan de behoeften van afvalwaterbehandeling voor organische verontreinigende stoffen. Doping IR, MN, SN, TA, PB, ZR en andere inerte componenten in de rutheniumcoating om een composietoxidecoating met meerdere composit te bereiden, kan de stabiliteit van het actieve oxide verbeteren, de hoeveelheid edelmetalen verminderen, de kosten van elektrodepreparatie besparen en de elektrode-katalytische efficiëntie kunnen verbeteren, waardoor het beter is voor de behandeling van organische afvalwater. Dit artikel bespreekt de onderzoeks- en toepassingsvoortgang van multi-component ruthenium gecoate titaniumanode op het gebied van organische afvalwaterzuivering in de afgelopen jaren.
1.Ruthenium-gebaseerde titaniumanode
Op ruthenium gebaseerde titaniumanode wordt gemaakt door een actieve laag rutheniumoxide op het oppervlak van een titaniumsubstraat te coaten. De bereidingsmethoden zijn omvatten: thermische ontleding, elektrodepositie, magnetronsputteren, sol-gel, enz. Ruo2 heeft een laag overpotentiaal voor chloor- en zuurstofevolutie, die bevorderlijk is voor het optreden van katalytisch chloor- en zuurstofevolutiereacties. De ti-ru binaire oxidecoatinganode heeft echter de nadelen van hoge bereidingskosten, korte levensduur en onbevredigende katalytische activiteit bij gebruik voor katalytische afbraak van moeilijk te graden stoffen. Daarom is het noodzakelijk om een derde of zelfs een vierde component aan de coating toe te voegen om de elektrodeprestaties te verbeteren en het geschikt te maken voor de behandeling van organische afvalwater van verontreinigende stoffen.
1.1 ternaire ruthenium-gebaseerde titaniumanode
De Titanium-anodes op basis van ternaire Ruthenium die momenteel worden bestudeerd, zijn onder meer RU-IR, RU-MN, RU-SN, RU-TA, RU-PB, RU-ZR, ETC.
1.1.1 Ru-Ir et al. Bereid op Ti-gebaseerde binaire (Ti-RU) en ternaire (TI-IR-RU) oxide-coating-elektroden door SOL-gelmethode, en vergeleken hun coatingmorfologie en levensduur. Er werd gevonden dat de scheurmorfologie van de ternaire coating uniformer en actiever was onder lagere potentiële omstandigheden, maar onder hoge potentiële omstandigheden zou de belastingoverdrachtscapaciteit van de ternaire coating worden verminderd. Het toevoegen van IRO2 is bevorderlijk voor de zuurstofevolutiereactie en is bevorderlijk voor het verlengen van de levensduur van de elektrode en kan de ontledingsreactie van de actieve plaats van RUO2 voorkomen. Op Ti gebaseerde ternaire (TI-IR-RU) oxide-coating-elektroden werden bereid, en er werd vastgesteld dat het vergroten van het aantal coatings binnen een bepaald bereik bevorderlijk is voor het optreden van chloorevolutiereactie op het elektrodeoppervlak, maar te veel coatings zullen de productie van chlorine remmen. Wanneer het aantal coatings 6 keer bereikt, is het chloorevolutie -effect het beste.
1.1.2 RU-MN De variabele valentie-eigenschap van mangaan zorgt ervoor dat zijn oxide een uitstekende chemische en elektrochemische activiteit heeft. Het toevoegen van MN aan de rutheniumcoating is bevorderlijk voor het verbeteren van de elektrokatalytische activiteit van de ruthenium -titaniumanode. We hebben thermische ontleding gebruikt om ti/ruo 2- mno2 -elektroden te bereiden. De resultaten toonden aan dat MN een geschikt additief is voor RUO2 -elektroden. Een rutiele vaste oplossing werd gemeten op het elektrodeoppervlak, dat bevorderlijk is voor het optreden van zuurstof- en chloorevolutiereacties. Wanneer de molaire inhoud van RU en Mn respectievelijk 70% en 90% is, zijn de elektrodestabiliteit en elektrokatalytische activiteit optimaal.
1.1.3 RU-SN TAGENDE TAGEN (SN) Aan de rutheniumcoating is gunstig voor het verbeteren van de geleidbaarheid van de elektrode. We gebruikten thermische ontleding om op Ti gebaseerde ternaire (RU-Sn-Ti) oxide-coating-elektroden te bereiden onder verschillende calcinatietemperaturen en ontdekten dat: bij 400 graden de elektrode-levensduur het maximum bereikt wanneer het RU-gehalte 55%is -60%. Bij 500 graden bereikt de elektrode -levensduur het maximum wanneer het RU -gehalte 30%is -55%. De levensduur van Rusn-Ti-elektroden is aanzienlijk hoger dan die van RU-Ti-elektroden. We hebben het effect bestudeerd van het wijzigen van het oplosmiddel (van HCl naar isopropanol) op de Ti/Ruo 2- SNO2 -elektrode en concludeerden dat het gebruik van isopropanol als een oplosmiddel bevorderlijk is tot oplosmiddelverdamping, die het aantal coatings kan verminderen, het verlies van tin kan verminderen, het stabiliteit van de coating verbetert en het elektriciteitsoppervlak verhoogt. We bestudeerden het effect van de coatingsamenstelling op de zuurstofevolutiereactie van de Ti/Ruo 2- SNO2 -elektrode en concludeerden dat de coatingsamenstelling geen effect heeft op het mechanisme van zuurstofgeneratie. Naarmate het SNO2 -gehalte toeneemt, neemt de elektrokatalytische activiteit van het elektrode -oppervlak toe. Nadat een grote hoeveelheid zuurstof is neergeslagen, daalt de oppervlaktelading sterk en stort de morfologie van de elektrodeoppervlak in. Er wordt aangenomen dat SN de elektrode activeert, wat resulteert in een afname van de stabiliteit van de ruo 2+ TiO2 -elektrode.
1.1.4 Ru-ta die TA aan de coating toevoegt, maakt de dispersie van Ruo2 uniformer, waardoor de elektrode-activiteit wordt verbeterd. We hebben ti/ruo 2- Ta2O5 -elektroden voorbereid met verschillende RU- en TA -inhoud. De resultaten toonden aan dat de introductie van Ta2O5 in de RUO2 -coating de corrosie/oxidatie van RUO2 onder hogere potentiële omstandigheden kan voorkomen. Onder strengere bedrijfsomstandigheden zijn de elektrodeprestaties nauw verwant aan de coatingmorfologie en -structuur. De passivering van het Ti -matrixoppervlak is de belangrijkste reden voor deactivering van elektroden. Naarmate de calcinatietemperatuur daalt, neemt de elektrodestabiliteit af. Het OER -mechanisme is gerelateerd aan de belasting in de coating. Algemeen wordt aangenomen dat de oxidebelasting positief is gecorreleerd met het aantal coatings, dus het verhogen van het aantal coatings kan de levensduur van de elektrode verlengen.
We hebben ti/ruo 2- Ta2O5 -elektroden voorbereid onder verschillende calcinatietemperaturen en hebben vastgesteld dat wanneer de calcinatietemperatuur laag is, de kristalliniteit van ruo2 in de coating laag is. Naarmate de calcinatietemperatuur daalt, verandert de RUO2 -kristalstructuur van kristallijn naar amorf. Ruo2 Amorfiseert op 260 graden. De amorfisatie van RUO2 kan het actieve oppervlak van de zuurstofevolutiereactie vergroten, het zuurstofevolutiepotentieel verminderen en de elektrode -elektrokatalytische activiteit verbeteren.
1.1.5 RU-PB ISOTOPE TI/RU 0. 3PB 0. 7- XtiO2 (0 minder dan of gelijk aan x minder dan of gelijk aan 0. 7) Elektroden werden voorbereid door thermische decomsie van Inganic Salts. Gegevens scanning elektronenmicroscopie (SEM) toonden aan dat het loodoxidegehalte geleidelijk toenam, de modderscheuren op het coatingoppervlak geleidelijk verdwenen en PB gescheiden om eilandachtige uitsteeksels te vormen. Het toevoegen van PB is gunstig voor het verbeteren van de coatingstabiliteit, het verlengen van de levensduur en het verbeteren van OER -katalytische activiteit. De verbetering van OER -katalytische activiteit kan worden toegeschreven aan drie factoren: ① Verandering in OH -bindingslengte; ② Elektroden met een hoog PB -gehalte hebben meer compacte coatingstructuren en kleine afstand tussen oxidedeeltjes, die gunstig zijn voor elektronentransmissie; ③ De rol van morfologische effecten.
1.1.6 RU-CZ zirkoniumdioxide (ZRO2) heeft veel aandacht getrokken omdat het zowel zuurgraad als alkaliteit heeft, evenals oxidatie- en reductie-eigenschappen. Hij Jianfu et al. voorbereid ti/ruo 2- ZRO2 -elektroden na 450 graden door thermische ontleding. De resultaten toonden aan dat het coatingoppervlak glad was, met veel gelijkmatig verdeelde scheuren, en er werden geen ruo2 -deeltjes waargenomen om neer te slaan. Het toevoegen van ZR is gunstig voor het verbeteren van de selectiviteit van de elektrode voor gasprecipitatie en heeft een positief effect op de levensduur van de elektrode en de katalytische activiteit. Wanneer het ZR -gehalte 60%is, zijn de elektrodeprestaties optimaal.
1.2 Quaternaire ruthenium titaniumanode
Cerium (CE) is een zeldzaam aardelement met relatief actieve chemische eigenschappen. Het kan worden gebruikt als een porieinitiator om de oxidekorrels gelijkmatiger te laten verspreiden, waardoor het actieve oppervlak wordt vergroot en de activiteit van de zuurstofevolutie wordt verbeterd. Tegelijkertijd kan het de geleidbaarheid van de elektrode en de zuurstofevolutiecapaciteit verbeteren. Goudarzi et al. Gebruikte thermische ontledingsmethode om Ce-modificeerde Ti/ruo2 (0 te bereiden. 5) -co3O4 (0. 5) Elektrode bij een calcinatietemperatuur van 4 0 0 graad. De resultaten laten zien dat na de toevoeging van zeldzame aardse CE, het actieve oppervlak, de ruwheid en de elektrode -voltammetrische lading van de coating binnen en buiten aanzienlijk zijn verhoogd en de schijnbare activeringsenergie van de zuurstofevolutiereactie aanzienlijk wordt verminderd. Ruan Qin et al. voorbereid ti/ruo2 ({{2 0}}}}. 5) -co3o4 (0. 7- x) -CEO2 (x) (0 minder dan of gelijk aan x minder dan of gelijk aan 0,7) elektroden met verschillende CE-inhoud door sol-gel-methode. De resultaten laten zien dat doping met een geschikte hoeveelheid CEO2 gunstig is voor het verminderen van de korrelgrootte en het vergroten van het actieve oppervlak. Het CEO2 -gehalte is sterk gecorreleerd met de elektrokatalytische activiteit. Wanneer het CEO2 -gehalte 40%bereikt, zijn de katalytische activiteit en voltammetrische lading optimaal.
We bestudeerden het effect van zeldzame aarde en doping op ti/ruo 2- Co3O4 -anode en concludeerden dat de toevoeging van ND de elektrodeprestaties in twee aspecten kan verbeteren. Aan de ene kant kan het de oppervlaktekorrels van de coating verfijnen, het kristal voller maken en ruo2 verrijken, waardoor de katalytische activiteit wordt verbeterd; Aan de andere kant kan het de bindkracht tussen het substraat en de coating verbeteren, passivering en deactivering van elektrode voorkomen en de levensduur van de elektrode verlengen. We hebben ti/ruo 2- CEO 2- nb2O5 -elektrode voorbereid en de oppervlakte -elektrokatalytische activiteit en het mechanisme van zuurstofevolutie en chloorevolutie bestudeerd. Er werd gevonden dat vanwege het synergetische effect van RU- en CV -oxiden de intrinsieke elektrokatalytische activiteit van de zuurstofevolutiereactie volledig wordt bepaald door elektronische factoren. Wanneer het CEO2 -gehalte hoog is, is de globale elektrokatalytische activiteit de hoogste, die wordt veroorzaakt door zowel elektronische als geometrische factoren, terwijl de reële elektrokatalytische activiteit wordt bepaald door elektronische factoren. De evolutiereactie van chloor heeft niets te maken met de samenstelling van de oxidecoating. Wanneer er geen NB2O5 wordt toegevoegd, bereikt de elektrokatalytische activiteit van de evolutiereactie van de chloor het beste. Het toevoegen van CEO2 zal de porositeit aanzienlijk vergroten. Daarom is de coating minder stabiel wanneer het CEO2 -gehalte hoog is. NB2O5 kan de coating compacter maken, dus het toevoegen van NB2O5 is gunstig om de stabiliteit te verbeteren.
Baoji JM-Titanium-Professional Anode-ontwerp en fabrikant
In de loop der jaren zijn we gespecialiseerd in anode -onderzoek en ontwikkeling, productie en productie, en onze producten worden geëxporteerd naar veel landen over de hele wereld. Verschillende reeks anodes kunnen worden ontworpen en geproduceerd volgens de werkelijke omgevingsparameters van verschillende gebruikers. U bent van harte welkom om te bezoeken en te onderhandelen.
Nicole
Bedrijf: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Land: China
Toevoegen: Baoti Road, Jintai, Baoji City, Shaanxi, China
Cel: +86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Website: www.jm-titanium.com
