一种中间层改性钛基氧化铅电极及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于电催化技术领域，具体属于一种中间层改性钛基氧化铅电极及其制备方法和应用。

背景技术

目前随着国内外医药行业的快速发展，抗生素废水在水体中的排放不断在增加，由于其成分、结构复杂，难降解，而且色度、化学需氧量高，具有生物毒性，含有抑菌物质等特点，传统的生物物理水处理工艺不能有效去除它们，目前关于难降解的有机物研究最多的是利用化学法处理，其中电化学氧化法是作为一种高效、无二次污染、易于操作的环境友好技术得到了非常广泛的应用。

电催化氧化法处理有机废水的关键在于阳极材料，阳极材料决定了有机物的去除效率和电流效率。现阶段，BDD电极和金属氧化物电极材料是研究的热点，但是BDD电极价格昂贵，因此越来越多的研究选择金属氧化物作为阳极材料。其中二氧化铅电极具有高催化活性、高析氧电位、成本低和易于制备等优点，但研究表明PbO

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种中间层改性钛基氧化铅电极及其制备方法和应用，解决目前钛基氧化铅的制备方法中，易产生TiO

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种中间层改性钛基氧化铅电极制备方法，包括以下步骤：

将锡盐与铯盐或锡盐与锑盐溶解在有机溶剂A中得到前驱体溶液；

将前驱体溶液滴在钛基体材料上，经干燥后烧结得到附着在钛基体材料上的Cs

在酸性溶液中对Ti/Cs

进一步的，所述钛基体材料需经过抛光、碱洗、酸洗和蚀刻预处理后与前驱体溶液反应。

进一步的，所述锡盐与铯盐或锡盐与锑盐按照摩尔比例为20：1～20：4溶解在10±5ml有机溶剂A中。

进一步的，有机溶剂A为乙二醇溶液。

进一步的，前驱体溶液滴钛基体材料上，在100±5℃下干燥60±5min。

进一步的，所述经干燥后烧结的温度在500±5℃，烧结的时间在60～120min。

进一步的，在锡盐和铯盐溶解在有机溶剂A中时，所述锡盐的浓度为0.3～0.5mol/L，铯盐的浓度为0.25～0.1mol/L。

进一步的，在酸性溶液中对Ti/Cs

本发明还提供一种中间层改性钛基氧化铅电极，采用上述的一种钛基氧化铅电极的制备方法制备得到。

本发明还采用上述的一种中间层改性钛基氧化铅电极，应用在喹诺酮类抗生素废水电催化氧化降解中作为阳极。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明提供了一种中间层改性钛基氧化铅电极制备方法，在Ti/PbO

进一步的，基体材料经过抛光、碱洗、酸洗和蚀刻成为预处理后的钛板，解决了预处理前钛板的化学活性高，在空气中极易被氧化生成一层导电性差的TiO

进一步的，中间层不同比例金属氧化物的掺杂可优化中间层的附着力，掺杂比例一般为20：1～20：4，可实现氧化铅电极的稳定性和电催化降解性能的提升。

进一步的，前驱体溶液滴钛基体材料上在100±5℃下干燥60±5min，使中间层材料能初步与钛基体结合，不易脱落。

进一步的，经干燥后烧结的温度在500±5℃，烧结的时间在60～120min，可将金属元素氧化得到稳定的金属氧化物中间层Cs

进一步的，在酸性溶液中对Ti/Cs

本发明还提供一种中间层改性钛基氧化铅电极，氧化铯掺杂氧化锡改性中间层有良好的导电性，并且与氧化锑掺杂氧化锡中间层相比更加粗糙，使外层二氧化铅更好的与中间层结合，整个电极具有更高的析氧电位，更好的电催化活性和电极寿命。

本发明还提供一种中间层改性钛基氧化铅电极在喹诺酮类抗生素废水电催化氧化降解的应用，由于Ti/Cs

附图说明

图1为Ti/Cs

图2为Ti/Cs

图3为Ti/Sb

图4为不同电极下LFX的降解图；

图5为两种混合废水的降解紫外全波图；

图6为Ti/Cs

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

本发明提供一种中间层改性钛基氧化铅电极制备方法，具体的：

步骤一，钛基体预处理，钛基体材料化学活性高，在空气中极易被氧化生成一层导电性差的TiO

步骤二，制备氧化物中间层，在预处理后呈现灰色均匀麻面的钛基体上采用热涂覆法制备Cs

其中，步骤二中所述前驱体溶液具体为0.3-0.5mol/L的SnCl

步骤三，电沉积β-PbO

实施例1

步骤一，钛基体预处理，抛光钛板以获得镜面状的表面，然后在酒精和蒸馏水中进行超声波清洗。对抛光钛板的预处理方法是依次浸入90℃的NaOH中1h，在60℃的H

步骤二，制备氧化物中间层，在预处理后呈现灰色均匀麻面的钛基体上采用热涂覆法制备Cs

步骤三，电沉积β-PbO

实施例2

步骤一，钛基体预处理，抛光钛板以获得镜面状的表面，然后在酒精和蒸馏水中进行超声波清洗。对抛光钛板的预处理方法是依次浸入90℃的NaOH中1h，在60℃的H

步骤二，制备氧化物中间层，在预处理后呈现灰色均匀麻面的钛基体上采用热涂覆法制备Cs

步骤三，电沉积β-PbO

实施例3

步骤一，钛基体预处理，抛光钛板以获得镜面状的表面，然后在酒精和蒸馏水中进行超声波清洗。对抛光钛板的预处理方法是依次浸入90℃的NaOH中1h，在60℃的H

步骤二，制备氧化物中间层，在预处理后呈现灰色均匀麻面的钛基体上采用热涂覆法制备Cs

步骤三，电沉积β-PbO

实施例4

步骤一，钛基体预处理，抛光钛板以获得镜面状的表面，然后在酒精和蒸馏水中进行超声波清洗。对抛光钛板的预处理方法是依次浸入90℃的NaOH中1h，在60℃的H

步骤二，制备氧化物中间层，在预处理后呈现灰色均匀麻面的钛基体上采用热涂覆法制备Ti/Cs

步骤三，电沉积β-PbO

对以上不同中间层比例的Ti/Cs

对制备的Ti/Cs

使用电化学测试分析测定电极的电化学性质，循环伏安法分析了测定电极的电化学性质。循环伏安曲线的电解液为0.05-0.1mol/L Na

在本发明的某一实施例中，通过上述方法制备得到一种钛基氧化铅电极。

在本发明的另一实施例中，将钛基氧化铅电极应用在电催化氧化降解喹诺酮类抗生素废水中作为阳极：

使用目标电极Ti/Cs

使用摩尔比例最优的Ti/Cs

所降解的左氧氟沙星废水和环丙沙星废水的浓度为10-70mg/L，电流密度为20-50mA/cm

研究发现，当相应的电流密度从20mA·cm

图5是使用优化后参数对两LFX和CIP两种抗生素混合废水降解的紫外全波图，从图中可以明显的看出降解对象浓度随降解时间的变化，混合废水中左氧氟沙星和环丙沙星的浓度分别为15mg/L，发现Ti/Cs

Ti/Cs

使用目标电极Ti/Cs

以上对本发明实施所提供的一种通过氧化铯掺杂氧化锡改性中间层，制备良好稳定性，电催化活性高，长寿命的钛基β-PbO

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。