[发明专利]钛基二氧化钛纳米管沉积锡锑氟电极的制备及其对电镀铬废水中铬抑雾剂降解的应用

说明书

本发明公开了一种钛基二氧化钛纳米管沉积锡锑氟电极的制备及其对电镀铬废水中铬抑雾剂降解的应用。所述方法包括以下步骤：首先对钛基体表面处理，然后采用阳极氧化法在钛基体表面生长TiO₂‑NTs，形成Ti/TiO₂‑NTs；采用脉冲电沉积技术将锡锑氟沉积到二氧化钛纳米管中，得到钛基二氧化钛纳米管沉积锡锑氟电极。本发明制备方法对设备要求不高，制备电极的工艺流程简单。本发明所得的电极具有析氧电位高、寿命长、电化学氧化能力强、效率高等优点；作为阳极材料处理难降解有毒有害有机废水，降解效果良好。

技术领域

本发明属于电化学电极制备技术领域，具体涉及一种钛基二氧化钛纳米管沉积锡锑氟电极的制备及其对电镀铬废水中铬抑雾剂降解的应用。

背景技术

全氟化合物的典型代表之一是全氟辛基磺酸及其盐(PFOS)，在电镀镀铬行业被用作铬雾抑制剂，PFOS在2009年被列入斯德哥尔摩公约后，被限制使用。我国的电镀行业大多采用F-53B(分子结构如表1)作为PFOS的替代品。

表1PFOS、F-53B分子结构

F-53B分子稳定性强，较难降解。F-53B在UV和芬顿系统分别反应2h，并未发现F-53B浓度减小；在UV/H₂O₂和O₃系统分别氧化2h后，F-53B降解率分别低于5％和10％；而在O₃/H₂O₂氧化系统，降解率仅为25％。生物法对其降解效果也不显著，经过连续7天的生物降解测试，F-53B平均降解率18％。因此有必要开发高效降解F-53B的技术。由于电化学氧化技术的可控性好、对有机污染物的氧化能力强的特性，已被成功应用到硝基苯工业、垃圾渗滤液、印染废水等高浓度工业废水的处理处置。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种以TiO₂-NTs为中间层的SnO₂-Sb掺氟阳极——钛基二氧化钛纳米管沉积锡锑氟电极的制备方法。本发明从增加二氧化钛中间层、掺加F到SnO₂-Sb层两点出发，制备Ti/TiO₂-NTs/SnO₂-Sb-F电极，提高电极的寿命与催化活性。

本发明的另一目的在于提供一种由上述制备方法制得的钛基二氧化钛纳米管沉积锡锑氟电极。

本发明的再一目的在于提供上述钛基二氧化钛纳米管沉积锡锑氟电极对电镀铬废水中铬抑雾剂降解的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种钛基二氧化钛纳米管沉积锡锑氟电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)通过打磨、碱洗、酸洗和清洗，对钛板进行表面处理；

(2)以两块经过步骤(1)表面处理后的钛板分别为阴极和阳极，放置在含有甘油和水的溶液中进行阳极氧化制备TiO₂纳米管阵列，然后将经过阳极氧化后的钛板放在温度为450～600℃的马弗炉中煅烧，冷却，得到Ti/TiO₂纳米管阵列电极(Ti/TiO₂-NTs电极)；

(3)在脉冲电沉积之前，对制备的Ti/TiO₂-NTs电极进行还原处理；

(4)然后将还原处理后的Ti/TiO₂-NTs电极垂直地浸入一号电沉积液中沉积10分钟，再在二号电沉积液沉积2小时，其中所述一号电沉积液和二号电沉积液中氯化亚锡浓度均为0.1mol/L，三氯化锑浓度均为0.02mol/L；沉积后得到所述钛基二氧化钛纳米管沉积锡锑氟电极(Ti/TiO₂-NTs/SnO₂-Sb-F电极)。