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粉末冶金材料科学与工程  2024, Vol. 29 Issue (3): 221-230    DOI: 10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2024030
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泡沫SiC基亚氧化钛电极的制备及电催化氧化酸性橙G的性能
余章俊1, 王项1, 邓泽军1, 马莉2, 魏秋平1,2
1.中南大学 材料科学与工程学院,长沙 410083;
2.中南大学 粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083
Preparation of foam SiC-based titanium suboxide electrode and the performance of electrocatalytic oxidation acid orange G
YU Zhangjun1, WANG Xiang1, DENG Zejun1, MA Li2, WEI Qiuping1,2
1. School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China;
2. State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha 410083, China
全文: PDF (1340 KB)   HTML (0 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 采用溶胶-凝胶烧结法制备三维泡沫SiC基亚氧化钛(SiC/TinO2n-1)电极。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和电化学工作站表征亚氧化钛电极的表面形貌、相组成和电化学性能,利用紫外-可见光分光光度计测试其对有机污染物的降解效果。结果表明:1 050 ℃/2 h烧结制备的泡沫SiC基亚氧化钛电极涂层质量较好,分布连续、均匀,且导电相Ti4O7的含量最高(质量分数为37.5%)、薄膜电荷转移电阻最低(16.75 Ω),对模拟污染物酸性橙G表现出更快的降解速率(反应速率常数为0.60 h-1)和更低的能耗(11.63 (kW·h)/m3)。•OH和SO.4均参与降解酸性橙G,且•OH和SO.4对去除酸性橙G的贡献几乎相同。无机离子HCO3NO3H2PO4的存在对酸性橙G的降解均具有抑制作用,而Cl-会促进酸性橙G的降解。电极在多次降解中表现出较高的稳定性。
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作者相关文章
余章俊
王项
邓泽军
马莉
魏秋平
关键词 亚氧化钛电极泡沫SiC基体电化学性能废水降解电化学氧化    
Abstract:Three dimensional foam SiC based titanium suboxide (SiC/TinO2n-1) electrode was prepared by sol-gel sintering method. The surface morphology, phase composition, and electrochemical property of titanium suboxide electrodes were characterized by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and electrochemical workstation. The degradation effect of organic pollutants was tested using a ultraviolet-visible spectrophotometer. The results show that the coating of foam SiC based titanium suboxide electrode prepared at 1 050 ℃/2 h sintering condition has good quality, continuous and uniform distribution, and the content of conductive phase Ti4O7 is the highest (mass fraction is 37.5%), the film charge transfer resistance is the lowest (16.75 Ω). It shows a faster degradation rate (reaction rate constant is 0.60 h-1) and lower energy consumption (11.63 (kW∙h)/m3) for simulated pollutant acid orange G. Both •OH and SO.4 are involved in the degradation of acid orange G, and their contributions to the removal of acid orange G are almost the same. The presence of inorganic ions HCO3, NO3, H2PO4 has an inhibitory effect on the degradation of acid orange G, while Cl- promotes the degradation. The electrode exhibits high stability in multiple degradations.
Key wordstitanium suboxide electrode    foam SiC matrix    electrochemical property    wastewater degradation    electrochemical oxidation
收稿日期: 2024-03-29      出版日期: 2024-08-12
ZTFLH:  TQ15  
基金资助:国家“十四五”重点研究发展计划(2021YFB3701800); 国家自然科学基金资助项目(52202056,52274370,52071345,51874370); 广东省“十三五”重点研究开发项目(2020B01085001); 湖南省高新技术产业科技创新引领计划(2022GK4037,2022GK4047); 湖南省自然科学基金资助项目(2023JJ40722); 粉末冶金国家重点实验室自主课题(621022230)
通讯作者: 魏秋平,教授,博士。电话:13875848741;E-mail: qiupwei@csu.edu.cn   
引用本文:   
余章俊, 王项, 邓泽军, 马莉, 魏秋平. 泡沫SiC基亚氧化钛电极的制备及电催化氧化酸性橙G的性能[J]. 粉末冶金材料科学与工程, 2024, 29(3): 221-230.
YU Zhangjun, WANG Xiang, DENG Zejun, MA Li, WEI Qiuping. Preparation of foam SiC-based titanium suboxide electrode and the performance of electrocatalytic oxidation acid orange G. Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy, 2024, 29(3): 221-230.
链接本文:  
http://pmbjb.csu.edu.cn/CN/10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2024030     或     http://pmbjb.csu.edu.cn/CN/Y2024/V29/I3/221
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