Under de senaste åren har ekonomisk tillväxt främjat den kraftfulla utvecklingen av medicin, bekämpningsmedel, kemisk produktion och andra områden. Samtidigt har produktionen och typerna av organiska föreningar visat explosiv tillväxt. På grund av att egenskaperna hos organiskt material är svåra att försämra, lätt att bioackumulera och mycket biotoxiskt, kommer det att förorena miljön och hota människors hälsa. Den elektrokatalytiska oxidationsmetoden har fördelarna med hög effektivitet och ingen sekundär förorening vid förnedrande organiska föroreningar i industriellt avloppsvatten, vilket har fått fler forskare att ägna sig åt forskning om att använda elektrokatalytisk oxidationsteknik för att behandla organiskt förorenande avloppsvatten.
DSA (dimens-naoystableanode) är en beläggningsanod gjord genom beläggning av metalloxider med elektrokatalytisk aktivitet på ytan av ett titansubstrat. Den har fördelarna med stabil anodstorlek, god elektrokatalytisk aktivitet, låg arbetsspänning och lång livslängd. Det har använts allmänt vid behandling av organiskt förorenande avloppsvatten). RUO2 har utmärkt syreutvecklingsaktivitet och elektrokatalytisk aktivitet och väljs ofta som den huvudsakliga katalytiska komponenten i DSA -beläggningen. Emellertid har den binära beläggningsanoden Ti-Ru fortfarande problem i applicering, till exempel det höga priset på ädelmetaller, vilket resulterar i alltför höga elektrodpreparatkostnader; RUO2 själv har dålig stabilitet, och underlagstitan oxideras lätt, vilket försvagar vidhäftningen av beläggningen och får den att falla av, vilket resulterar i elektrodinaktivering). Dessa defekter gör den Ti-Ru-binära belagda titananoden som inte kan tillgodose behoven hos organisk förorenande avloppsrening. Doping IR, MN, SN, TA, PB, ZR och andra inerta komponenter i ruteniumbeläggningen för att framställa en multikomponentkompositoxidbeläggning kan förbättra stabiliteten hos den aktiva oxiden, minska mängden ädelmetaller, spara kostnaden för elektrodpreparat och förbättra elektrodkatalytisk effektivitet, vilket gör det mer lämpligt för behandling av organiska avfall. Denna artikel granskar forsknings- och tillämpningsframstegen för multikomponent ruteniumbelagd titananod inom området organisk förorenande avloppsrening under de senaste åren.
Ruthenium-baserade titananod tillverkas genom att belägga ett aktivt skikt av ruteniumoxid på ytan av ett titansubstrat. Dess beredningsmetoder inkluderar: termisk sönderdelning, elektrodeposition, magnetron sputtering, sol-gel, etc. RUO2 har låg överpotential för klor- och syreutveckling, vilket är gynnsamt för förekomsten av katalytisk klor- och syreutvecklingsreaktioner. Emellertid har Ti-Ru-binäroxidbeläggningsanoden nackdelarna med höga beredningskostnader, kort livslängd och otillfredsställande katalytisk aktivitet när den används för katalytisk nedbrytning av svåra att gradera ämnen. Därför är det nödvändigt att lägga till en tredje eller till och med en fjärde komponent till beläggningen för att förbättra elektrodprestanda och göra den lämplig för att behandla organiskt förorenande avloppsvatten.
1.1 Ternary Ruthenium-baserad titananod
De ternära ruteniumbaserade titananoderna som för närvarande studeras inkluderar Ru-IR, Ru-Mn, Ru-SN, Ru-Ta, Ru-Pb, Ru-Zr, etc.
1.1.1 Ru-IR et al. Beredda Ti-baserade binära (Ti-Ru) och ternära (Ti-IR-RU) oxidbeläggningselektroder med sol-gel-metod och jämförde deras beläggningsmorfologi och livslängd. Det konstaterades att sprickmorfologin för den ternära beläggningen var mer enhetlig och mer aktiv under lägre potentiella förhållanden, men under höga potentiella förhållanden skulle lastöverföringskapaciteten för den ternära beläggningen minskas. Att lägga till IRO2 bidrar till syreutvecklingsreaktionen och bidrar till att förlänga elektrodens livslängd och kan förhindra sönderdelningsreaktionen av den aktiva platsen för Ruo2. Ti-baserade ternära (Ti-IR-RU) oxidbeläggningselektroder framställdes, och det konstaterades att ökande antalet beläggningar inom ett visst intervall är gynnsam för förekomsten av klorutvecklingsreaktion på elektrodytan, men för många beläggningar kommer att hämma produktionen av klor. När antalet beläggningar når 6 gånger är klorutvecklingseffekten bäst.
1.1.2 Ru-Mn Manganens variabla valensegenskap gör att dess oxid har utmärkt kemisk och elektrokemisk aktivitet. Att lägga till Mn till ruteniumbeläggningen bidrar till att förbättra den elektrokatalytiska aktiviteten hos rutenium -titananoden. Vi använde termisk nedbrytning för att förbereda Ti/Ruo 2- MnO2 -elektroder. Resultaten visade att MN är ett lämpligt tillsatsmedel för RUO2 -elektroder. En rutil fast lösning mättes på elektrodytan, vilket bidrar till förekomsten av syre- och klorutvecklingsreaktioner. När det molära innehållet i Ru och Mn är 70% respektive 90% är elektrodstabiliteten och elektrokatalytisk aktivitet optimal.
1.1.3 RU-SN-tillsats av tenn (SN) till ruteniumbeläggningen är fördelaktigt för att förbättra elektrodens konduktivitet. Vi använde termisk nedbrytning för att framställa Ti-baserade ternära (Ru-SN-Ti) oxidbeläggningselektroder under olika kalcineringstemperaturer och fann att: I 400 grader når elektrodlivet maximalt när Ru-innehållet är 55%-60%. Vid 500 grader når elektrodens livslängd det maximala när Ru -innehållet är 30%-55%. Livslivslängden för RUSN-Ti-elektroder är betydligt högre än för Ru-Ti-elektroder. Vi studerade effekten av att förändra lösningsmedlet (från HCl till isopropanol) på Ti/Ruo 2- SNO2 -elektroden och drog slutsatsen att användning av isopropanol som lösningsmedel är ledande för lösningsmedelsindunstning, vilket kan minska antalet beläggningar, minska förlusten av TIN, förbättra stabiliteten i beläggningen och öka den elektriska area. Vi studerade effekten av beläggningskompositionen på syreutvecklingsreaktionen av Ti/Ruo 2- SNO2 -elektroden och drog slutsatsen att beläggningskompositionen inte har någon effekt på mekanismen för syreproduktion. När SNO2 -innehållet ökar ökar den elektrokatalytiska aktiviteten hos elektrodytan. Efter att en stor mängd syre har fällts ut sjunker ytladdningen kraftigt och elektrodytmorfologin kollapsar. Det antas att SN aktiverar elektroden, vilket resulterar i en minskning av stabiliteten hos Ruo 2+ TiO2 -elektroden.
1.1.4 RU-TA tillägg av TA till beläggningen gör spridningen av Ruo2 mer enhetlig och förbättrar därmed elektrodaktiviteten. Vi förberedde Ti/Ruo 2- Ta2O5 -elektroder med olika Ru- och TA -innehåll. Resultaten visade att införandet av TA2O5 i RUO2 -beläggningen kan förhindra korrosion/oxidation av RuO2 under högre potentiella förhållanden. Under strängare driftsförhållanden är elektrodprestanda nära besläktad med beläggningsmorfologin och strukturen. Passiveringen av Ti -matrisytan är det främsta skälet till elektroddeaktivering. När kalkineringstemperaturen minskar minskar elektrodstabiliteten. OER -mekanismen är relaterad till belastningen i beläggningen. Det tros generellt att oxidbelastningen är positivt korrelerad med antalet beläggningar, så att öka antalet beläggningar kan förlänga elektrodens livslängd.
Vi framställde Ti/Ruo 2- Ta2O5 -elektroder under olika kalcineringstemperaturer och fann att när kalcinationstemperaturen är låg är kristalliniteten hos Ruo2 i beläggningen låg. När kalkineringstemperaturen minskar förändras RuO2 -kristallstrukturen från kristallin till amorf. RUO2 amorfiserar vid 260 grader. Amorfiseringen av RUO2 kan öka den aktiva ytan för syreutvecklingsreaktionen, minska syreutvecklingspotentialen och förbättra elektrokatalytisk aktivitet.
1.1.5 ru-pb isotope ti/ru 0. 3pb 0. 7- xtio2 (0 mindre än eller lika med x mindre än eller lika med 0. 7) Elektroder bereddes genom termisk dedalkomposition. Skanningselektronmikroskopi (SEM) -data visade att blyoxidinnehållet gradvis ökade, lersprickorna på beläggningsytan försvann gradvis och PB segregerade för att bilda öliknande utsprång. Att lägga till PB är fördelaktigt för att förbättra beläggningsstabiliteten, förlänga livslängden och förbättra OER -katalytisk aktivitet. Förbättringen av OER -katalytisk aktivitet kan tillskrivas tre faktorer: ① Förändring i OH -bindningslängd; ② Elektroder med högt PB -innehåll har mer kompakta beläggningsstrukturer och små avstånd mellan oxidpartiklar, vilket är fördelaktigt för elektronöverföring; ③ Rollen för morfologiska effekter.
1.1.6 RU-CZ zirkoniumdioxid (ZRO2) har väckt mycket uppmärksamhet eftersom den har både surhet och alkalinitet samt oxidations- och reduktionsegenskaper. Han Jianfu et al. Beredda ti/ruo 2- ZRO2 -elektroder vid 450 grader genom termisk nedbrytning. Resultaten visade att beläggningsytan var slät, med många jämnt fördelade sprickor, och inga RUO2 -partiklar observerades fälla ut. Att lägga till ZR är fördelaktigt för att förbättra elektrodens selektivitet för gasutfällning och har en positiv effekt på elektrodens livslängd och katalytisk aktivitet. När ZR -innehållet är 60%är elektrodprestanda optimal.
1.2 Kvaternära ruteniumtitananod
Cerium (CE) är ett sällsynt jordelement med relativt aktiva kemiska egenskaper. Den kan användas som en porinitiator för att göra oxidkornen sprids jämnare, vilket ökar den aktiva ytan och förbättrar syreutvecklingsaktiviteten. Samtidigt kan det förbättra elektrodkonduktiviteten och syreutvecklingskapaciteten. Goudarzi et al. använde termisk nedbrytningsmetod för att framställa Ce-modifierad Ti/Ruo2 (0. 5) -CO3O4 (0. 5) Elektrod vid en kalcinationstemperatur av 4 0 0 examen. Resultaten visar att efter tillsatsen av sällsynt jordarts CE, den aktiva ytan, grovheten och elektrodvoltammetrisk laddning av beläggningen inom och utanför ökas avsevärt, och den uppenbara aktiveringsenergin i syreutvecklingsreaktionen minskas avsevärt. Ruan Qin et al. beredd ti/ruo2 ({{2 0}}. 5) -CO3O4 (0. 7- x) -CEO2 (x) (0 mindre än eller lika med x mindre än eller lika med 0,7) elektroder med olika CE-innehåll med sol-gel-metod. Resultaten visar att doping med en lämplig mängd CEO2 är fördelaktigt för att minska kornstorleken och öka den aktiva ytan. CEO2 -innehållet är starkt korrelerat med den elektrokatalytiska aktiviteten. När CEO2 -innehållet når 40%är den katalytiska aktiviteten och voltammetrisk laddning optimal.
Vi studerade effekten av sällsynt jordneddoping på Ti/Ruo 2- CO3O4 -anod och drog slutsatsen att tillsatsen av ND kan förbättra elektrodprestanda i två aspekter. Å ena sidan kan den förfina ytkornen på beläggningen, göra kristallformen fullare och berika RUO2 och därmed förbättra den katalytiska aktiviteten; Å andra sidan kan det förbättra bindningskraften mellan underlaget och beläggningen, förhindra elektrodpassivering och deaktivering och förlänga elektrodens livslängd. Vi förberedde Ti/Ruo 2- VD 2- NB2O5 -elektrod och studerade dess ytelektrokatalytiska aktivitet och mekanismen för syreutveckling och klorutveckling. Det konstaterades att på grund av den synergistiska effekten av Ru- och CV -oxider bestäms den inre elektrokatalytiska aktiviteten hos syreutvecklingsreaktionen fullständigt av elektroniska faktorer. När CEO2 -innehållet är högt är den globala elektrokatalytiska aktiviteten den högsta, som orsakas av både elektroniska och geometriska faktorer, medan den verkliga elektrokatalytiska aktiviteten bestäms av elektroniska faktorer. Klorutvecklingsreaktionen har inget att göra med sammansättningen av oxidbeläggningen. När ingen NB2O5 tillsätts når den elektrokatalytiska aktiviteten för klorutvecklingsreaktionen det bästa. Att lägga till CEO2 kommer att öka porositeten kraftigt. Därför, när CEO2 -innehållet är högt, är beläggningen mindre stabil. NB2O5 kan göra beläggningen mer kompakt, så att lägga till NB2O5 är fördelaktigt för att förbättra stabiliteten.
Baoji JM-titan-professionell anoddesign och tillverkare
Under åren har vi varit specialiserade på anodforskning och utveckling, produktion och tillverkning, och våra produkter exporteras till många länder runt om i världen. Olika serier av anoder kan utformas och produceras enligt de faktiska miljöparametrarna för olika användare. Du är välkommen att besöka och förhandla.
Nicole
Företag: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Land: Kina
Lägg till: Baoti Road, Jintai, Baoji City, Shaanxi, Kina
Cel: +86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Webbplats: www.jm-titanium.com
