金属氧化物电极电化学性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

酚类化合物对生物有毒害作用，长期饮用被酚污染的水源可引起头晕、出疹、瘙痒、贫血及各种神经系统症状。由于酚类化合物高的稳定性、水溶性和对传统处理方法的抵抗性，使该类该化合物很难除去。电化学催化氧化技术能在常温下将酚类化合物降解为co2或者可生物降解的小分子有机物。电极材料在该技术中起着非常重要的作用。在众多电极材料中，金属氧化物电极满足催化活性高、寿命长、费用低的要求越来越受到人们的青睐。常用的金属氧化物电极有pbo2、sno2、iro2和ruo2等。

二氧化铅（化学式：pbo2）为深棕色粉末，加热时放出氧，形成四氧化三铅，高温时形成一氧化铅。pbo2具有很强的氧化性，可以氧化硫酸并放出氧气。在酸性介质中能够将氯离子氧化生成氯气；同样也能将二价锰氧化成六价锰。pbo2是电的良导体，导电性比汞和钛好，但稍差于铂。由于铅处于最高价pb4 ，本身是稳定的且不会溶解，常被制备成二氧化铅电极。同时，由于缺氧，有过剩铅空位，使得二氧化铅具有类似金属的良好导电性。其在水溶液中具有析氧电位高、氧化能力强、耐腐蚀性好及可通过大电流等特征，因此pbo2电极在废水处理过程中得到了广泛的应用。

纳米二氧化钛（化学式：tio2）是一种重要的新型多功能无机材料。由于具有粒径小、比表面积大、吸收紫外线能力强、光催化性能好等优点而受到广泛的关注和研究。而tio2纳米管具有更大的比表面积和更强的吸附能力，光催化性能和效率更高，已广泛应用到有饥物的降解、太阳能电池、传感器等方面。制备和开发tio2纳米管已成为困内外的一个研究热点。其制备方法很多，其中电化学阳极氧化法工艺简单、反应条件温和、重复性好，通过控制氧化条件，得到的自组织有序tio2纳米管。tio2纳米材料可以光催化处理难降解的有机污染物。

2. 研究内容和预期目标

一、主要研究内容

1、拟制备ti/tio2-nts/ptfe-β-pbo2电极和ti/tio2-nts/β-pbo2电极。

2、对两种电极分别进行表征和电化学性能测试。

3. 研究的方法与步骤

一、电极制备

1、钛板预处理

用不同目数的砂纸对钛板进行打磨。超纯水洗干净后置于40%的naoh溶液中除油，30min后取出。在95℃的10%的草酸溶液中进行蚀刻除去钛板表面的氧化物。2h后无色的草酸溶液变为红棕色，而钛板表面粗糙并呈灰色。

4. 参考文献

[1]洪萍，王凤武，徐迈，等．β-pbo2/tio2纳米管电极的制备及其电催化降解苯酚[j].应用化学,2014,09(2):38-44

[2]m．panizza,g. cerisola. electrochemicaloxidationof2-naphtholwithinsituelectrogeneratedactivechlorine[j] . electrochimicaacta．2003(48)：1515-1519

[3]liminchang,yingzhou,xiaoyueduan,etal.preparationand characterizationofcarbonnanotubeandbico-dopedpbo2electrode. journal ofthetaiwaninstituteofchemicalengineers,2014,45:1338-1346

5. 计划与进度安排

1、2022年03月02日----2022年03月27日：查阅相关文献资料，撰写文献综述，提出具体研究计划,完成开题报告，进行实验前期准备工作；

2、2022年03月28日----2022年06月12日：论文实验阶段；

3、2022年06月13日----2022年06月26日：撰写论文，准备答辩。