张翼
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于婷
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张玉洁
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吴盛文
催化学报
用溶胶-凝胶法制备了稀土(Ce)掺杂TiO2电极,优化了制备改性TiO2电极的稀土掺杂量、热处理温度及热处理时间. 借助于油田废水化学需氧量(COD)去除情况分析了电极的电催化氧化能力,并分析了电极结构与电催化特性之间的关系. 采用SEM, EDX和XRD分析了制备电极的表面形貌、元素组成和晶体结构. 结果表明,掺杂Ce后电极的表面凹凸感变小,表面更为平滑、致密,几乎没有裂缝,这种均匀一致的高密度小碎片结构可能具有较大的表面粗糙度和比表面积,有利于催化反应. TiO2电极的晶体结构主要为锐钛矿型. 稀土的掺入使得晶相所对应的衍射峰强度变弱且峰形宽化,说明适量Ce的掺杂使涂层表面TiO2晶粒细化了. 在掺杂比为Ti∶Ce=100∶1.5, 热处理温度为450 ℃, 热处理时间为 90 min 时制备的掺杂Ce元素的电极性能最好,此电极对目标有机物COD去除率达到80%, 而不掺杂稀土元素的Ti/TiO2电极为阳极时COD去除率在同样时间内仅为62%, 说明稀土的掺杂提高了电极催化性能.
关键词:
溶胶-凝胶法
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铈
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二氧化钛电极
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锐钛矿
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油田废水
吴松
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张翼
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于婷
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程国营
材料开发与应用
doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2009.05.013
以Ti(OBu)4、二乙醇胺、C2H2OH、Nd(NO3)3为前驱体,制备稀土(Nd)掺杂TiO2溶胶,以钛电极为基体,用溶胶-凝胶法制备稀土(Nd)掺杂TiO2电极,优化了制备改性TiO2电极的稀土掺杂量、热处理温度及热处理时间.以油田废水为目标有机物,借助于COD去除情况分析电极的电催化氧化能力;分析了电极结构与电催化特性之间的关系.采用SEM、EDX和XRD分析了制备电极的表面形貌、元素组成、晶体结构.掺杂Nd后电极的表面凹凸感变小,表面更为平滑、致密,几乎没有裂缝,这种均匀一致的高密度小碎片结构可能具有较大的表面粗糙度和比表面积,有利于催化反应.TiO2电极的晶体结构主要为锐钛矿型.稀土的掺入使得晶相所对应的衍射峰强度变弱且峰形宽化,这说明适量Nd的掺杂使涂层表面TiO2晶粒细化了.结果表明,掺杂Nd元素的电极,掺杂比(质量比)为Ti:Nd=100:1、热处理温度为540℃、热处理时间为60 min时电极催化性能最好,此电极对目标有机物CODEr去除率达到81.6%,而不掺杂稀土元素的Ti/TiO2电极为阳极时COD-CT去除率在同样时间内仅为67.7%,说明稀土的掺杂有利于电极催化性能的提高.
关键词:
溶胶-凝胶法
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Nd
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TiO2电极
,
油田废水
