鈦基SnO2電極的制備、改性及其應(yīng)用研究進(jìn)展

李曉良，徐　浩，延　衛(wèi)，邵　丹

(西安交通大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程系，陜西 西安　710049)

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鈦基SnO2電極的制備、改性及其應(yīng)用研究進(jìn)展

李曉良，徐浩，延衛(wèi)，邵丹

(西安交通大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程系，陜西 西安710049)

摘要：鈦基SnO2電極作為一種典型的電催化電極與傳統(tǒng)電極相比具有很多優(yōu)勢(shì)，因而被應(yīng)用于許多電化學(xué)水處理當(dāng)中。但同時(shí)也存在著一些缺點(diǎn)，如電極壽命較短、穩(wěn)定性較差等，限制了電極更廣泛的應(yīng)用。主要針對(duì)電催化水處理技術(shù)中鈦基SnO2電極的性質(zhì)、制備方法、改性技術(shù)及其處理有機(jī)廢水等方面進(jìn)行綜述,并針對(duì)電極存在的不足，對(duì)其改性方向進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞:鈦基SnO2；電極制備；改性；有機(jī)廢水

引言

隨著工業(yè)化進(jìn)程的加劇，工業(yè)廢水排放量日益增加，大量的有毒、有害物質(zhì)排放，給環(huán)境和人類造成了很大的危害[1]。目前，對(duì)于有機(jī)廢水的處理方法，主要有物理法、化學(xué)法、生物法及高級(jí)氧化法等[2-4]。但隨著廢水中污染物復(fù)雜多樣化及國(guó)家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格化，單一傳統(tǒng)的廢水處理方法逐漸無(wú)法達(dá)到要求。

近些年來(lái)，電化學(xué)技術(shù)由于其操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)高效，無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)[5-7]。電化學(xué)技術(shù)是在外加電場(chǎng)的作用下，在電解槽內(nèi)通過(guò)陽(yáng)極表面的電化學(xué)過(guò)程所產(chǎn)生的高活性物質(zhì)(如羥基自由基或活性氯等)對(duì)污染物進(jìn)行直接或間接降解，從而達(dá)到水體凈化的一項(xiàng)技術(shù)[8-9]。因此，陽(yáng)極在電化學(xué)技術(shù)中處于核心位置，同時(shí)也成為研究的焦點(diǎn)之一[10-11]。理想的工業(yè)化陽(yáng)極應(yīng)該具備經(jīng)濟(jì)易得，催化活性高，性能穩(wěn)定等條件[12]。一些傳統(tǒng)的電極材料，如金屬電極、碳素電極、鉛合金電極及粒子電極等，存在價(jià)格昂貴、易溶蝕等缺陷[6]。Beer[13]于1968年研制成功了DSA(dimensional stable anode)電極，即以金屬鈦?zhàn)鳛殡姌O基體,表面涂覆了一層具有電催化活性的金屬氧化物，并成功實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。

DSA電極作為一個(gè)良好的氧化物電極形式，相比于傳統(tǒng)電極而言，具備高催化活性、尺寸穩(wěn)定和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，并被應(yīng)用于很多領(lǐng)域[14]。其中，RuO2[15]、IrO2[16]、SnO2[17]、PbO2[18]和MnO2[19]等電極研究報(bào)道較多。電極研究的最終目的是為了制備出性能優(yōu)異的工業(yè)化電極，但目前很少有研究團(tuán)隊(duì)研究出催化性能高、穩(wěn)定性好并且經(jīng)濟(jì)易得的出色電極，因而對(duì)金屬氧化物電極的研究仍在繼續(xù)。相比其它DSA電極而言，鈦基SnO2電極具有很多優(yōu)勢(shì)，如制備工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，析氧電位較高，催化活性較強(qiáng)等[20]。因此本文主要針對(duì)鈦基SnO2電極的性質(zhì)、制備方法、改性技術(shù)及其處理有機(jī)廢水等方面進(jìn)行綜述。

1鈦基二氧化錫電極

1.1性質(zhì)

SnO2是一種n型半導(dǎo)體材料，禁帶較寬(3.6eV)，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性。但在常溫下表現(xiàn)為絕緣狀態(tài)，電阻率很高，不符合作為電極材料的基本條件。為了提高其導(dǎo)電性及穩(wěn)定性，經(jīng)常進(jìn)行摻雜稀土、Sb、Ru和Ir等[21-22]，其中Sb摻雜SnO2的研究最為廣泛。適量的Sb摻雜可以保證SnO2晶格在不被擾亂的情況下，使SnO2導(dǎo)帶中電子的密度提高，大大提高其導(dǎo)電性。文獻(xiàn)報(bào)道Sb與Sn的原子比在1.5%～15.0%較為合適[23]。經(jīng)過(guò)Sb摻雜的SnO2涂層電極具有析氧過(guò)電位高、催化活性好和廉價(jià)易得等特點(diǎn)，被用于工業(yè)廢水和生活污水的處理之中，但因SnO2涂層電極壽命較短，穩(wěn)定性較差，因此限制其大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。

1.2Sb摻雜SnO2電極的制備方法

1.2.1熱分解法

熱分解法(即熱氧化法)是最早被采用制備Sb摻雜SnO2電極的方法，目前也是制備DSAs最經(jīng)典的方法之一[24]。熱分解法所需的設(shè)備及制備工藝比較簡(jiǎn)單，可根據(jù)不同的涂覆厚度，合理的加減刷涂液的刷涂次數(shù)及煅燒時(shí)間。熱分解法制備電極工藝流程如圖1所示。首先進(jìn)行鈦基體的預(yù)處理過(guò)程，包括鈦基體的打磨、除油和刻蝕等；然后進(jìn)行含有Sb、Sn元素刷涂液的配制，所配制的刷涂液應(yīng)澄清透明，以保證刷涂液的均勻性。一般采用水相、有機(jī)溶劑或二者的混合液作為溶劑。接著采用手工或者機(jī)械手段將刷涂液均勻地涂覆與預(yù)處理后的鈦基體上，在100℃下進(jìn)行烘干；最后在400～500℃高溫下煅燒氧化、退火冷卻。該法在制備過(guò)程中存在多次升溫、冷卻環(huán)節(jié)，會(huì)造成涂層表面龜裂現(xiàn)象。同時(shí)，在高溫下，伴隨醇溶液的揮發(fā)，Sn、Sb元素會(huì)被挾帶、擴(kuò)散，使得涂層不均甚至導(dǎo)致鈦基體的裸露及氧化，縮短電極的使用壽命[25]。

圖1　熱分解法工藝流程圖

1.2.2溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法就是將含有高化學(xué)活性組分的化合物作為前軀體，在溶液中經(jīng)過(guò)溶膠、陳化和凝膠后，燒結(jié)成金屬氧化物的方法。其制備流程如下：首先通過(guò)含Sn、Sb的化合物(一般常用SnCl2和SbCl3作為前驅(qū)物)在醇溶液中經(jīng)水解、縮合化學(xué)反應(yīng)，形成穩(wěn)定的透明溶膠體系；再經(jīng)陳化、凝膠化及熱處理過(guò)程，形成所需的金屬氧化物涂層。該法可以制備出均勻的大比表面積納米級(jí)涂層，而且涂層覆蓋度完全，大大提高電極的電催化活性及穩(wěn)定性[26-27]。

劉峻峰等[28]以SnCl4和SbCl3為前驅(qū)物，采用溶膠-凝膠法，成功制備了具有納米涂層的大比表面積鈦基SnO2電極。制備的新型納米電極與傳統(tǒng)鈦基SnO2電極相比，具有較多的催化活性位點(diǎn),使得其對(duì)苯酚的催化降解能力更高。

陳野等[29]以SnCl2·2H2O和SbCl3為前驅(qū)物，采用溶膠-凝膠法制備了Sb摻雜SnO2電極。研究發(fā)現(xiàn),Sb的摻入能有效改善電極的表面晶體結(jié)構(gòu)和形貌，降低電極的苯酚氧化電位和液界電阻，提高電極的電催化效率。當(dāng)制備的溶膠中錫銻質(zhì)量比為9∶1時(shí)，制得的電極表面形貌平整、致密，穩(wěn)定性和電催化效果最好。

王靜等[30]采用溶膠-凝膠法對(duì)SnO2電極進(jìn)行稀土Gd的摻雜，并優(yōu)化了其制備實(shí)驗(yàn)條件。研究結(jié)果表明，所制備的電極為納米涂層電極,并且檸檬酸量與pH等因素在一定程度上影響電極的性能，其表面活性物質(zhì)SnO2、Gd2O3晶粒發(fā)育完全，含量較高，電催化性能較好。

1.2.3電沉積法

電沉積是一種液相方法，是指在電場(chǎng)作用下，在溶有被鍍離子的溶液中，通過(guò)系統(tǒng)中的氧化還原反應(yīng)，將液相中金屬離子沉積到電極表面制得鍍層。該法設(shè)備投資少，工藝簡(jiǎn)單，條件溫和，操作容易，可以方便的調(diào)節(jié)電鍍液中元素的配比及濃度，從而調(diào)節(jié)鍍層的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涂層結(jié)合力強(qiáng)，更加適合工業(yè)化生產(chǎn)。

Wu Tao等[31]通過(guò)脈沖式電沉積的方式，并結(jié)合陽(yáng)極氧化工藝制備了新式獨(dú)特的Sb摻雜SnO2電極。此電極與傳統(tǒng)的溶膠-凝膠法制備的電極相比，具有更高的結(jié)晶度，更加整齊有序的原子晶格以及更低濃度的氧空穴。新式電極涂層微觀呈三維結(jié)構(gòu)，可以有效提高其表面積，提供更多的活性位點(diǎn)。而且電沉積法制備的新式電極相比傳統(tǒng)電極來(lái)說(shuō)，在電催化降解方面具有更高的催化效率。

Chen Y等[32]采用電沉積的方法制備了TiO2-NTs/SnO2-Sb電極。與傳統(tǒng)熱分解法制備的Sb摻雜Ti/SnO2電極相比，此電極涂層更加緊實(shí)，電極壽命更長(zhǎng)，穩(wěn)定性更高。通過(guò)循環(huán)伏安測(cè)試發(fā)現(xiàn)，電沉積法制備的新式TiO2-NTs/SnO2-Sb電極相比傳統(tǒng)的Ti/SnO2電極，析氧過(guò)電位提高，這樣可以有效抑制電極在使用過(guò)程中析氧等副反應(yīng)的發(fā)生，從而提高有機(jī)物的降解效率，減少不必要的能耗。

1.2.4其它制備方法

除上述方法外，一些學(xué)者也采用了其它方法來(lái)制備Ti/SnO2電極，如氣相沉積法、超聲熱解法、旋轉(zhuǎn)涂覆熱解法、合成法及微波熱解法等。Yao P等[33]采用化學(xué)氣相沉積的方法，以SnCl4和H2O混合氣為前軀體，在550℃下成功制備了SnO2薄膜。研究發(fā)現(xiàn),新的電極涂層緊實(shí)，析氧過(guò)電位較高，對(duì)有機(jī)物具有很好的催化效果。Yao P[34]通過(guò)超聲噴霧熱解技術(shù)在600℃下制備了Ti/Sb-SnO2電極。此項(xiàng)技術(shù)可以控制涂層溶液液滴的尺寸在0.5～9.0μm范圍內(nèi)，這樣可以保證金屬氧化物涂層均勻一致，較少裂縫的發(fā)生，從而提高電極的穩(wěn)定性。Xu H等[35]采用旋轉(zhuǎn)涂覆熱解法制備了Ti/Sb-SnO2電極，并與傳統(tǒng)浸漬熱解法作比較。研究表明，經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)涂覆熱解法制備Ti/Sb-SnO2電極表面形貌光滑、平整，結(jié)晶良好，強(qiáng)化壽命比傳統(tǒng)浸漬熱解法制得的電極提高15h，并且對(duì)苯酚有很好的降解去除效果。Huang A S等[36]采用原位水熱合成的方法成功合成了高質(zhì)量的Sb摻雜Ti/SnO2電極，新電極微觀形貌較為粗糙，晶型良好，析氧過(guò)電位高達(dá)3.0V(vs SCE)。Xu H等[37]采用微波輻射-熱解法制得Ti/Sb-SnO2電極，并應(yīng)用于酸性紅G的降解。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)熱分解法相比，微波熱解法節(jié)省時(shí)間與工序，而且制備的電極形貌較好，晶型發(fā)育完整，壽命是傳統(tǒng)熱解法制得電極的3倍多，在酸性紅G電催化方面更優(yōu)。

目前，制備鈦基SnO2電極主要有上述幾種方法，電極涂層也隨著制備方法不同而有所差異。表1為制備鈦基SnO2電極方法的優(yōu)缺點(diǎn)、成熟度及適用性。

表1鈦基SnO2電極制備方法比較

制備方法優(yōu)缺點(diǎn)成熟度適用性熱分解法 制備工藝簡(jiǎn)單,便于大面積制備,涂層較平整;但刷涂次數(shù)較多,用時(shí)長(zhǎng),易產(chǎn)生龜裂,壽命較短。★★★★★ 既適合實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究,也可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。溶膠-凝膠法 涂層均勻,顆粒較細(xì),覆蓋度完全,穩(wěn)定性較好,便于嚴(yán)格控制摻雜量;但前驅(qū)液配制復(fù)雜,制備工藝較復(fù)雜。★★★ 適用于大面積,復(fù)雜形狀基體的電極制備,多用于實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究。電沉積法 設(shè)備及制備工藝簡(jiǎn)單,易操作,條件溫和,用時(shí)少,潔凈度高,壽命較長(zhǎng),催化活性較高。難以嚴(yán)格控制涂層中各個(gè)元素比例。★★★★ 既適合實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究,也可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。最可能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的電極制備方法。其它制備方法-★★ 目前僅限于實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究,并未工業(yè)化應(yīng)用。

1.3Sb摻雜SnO2電極的改性方法

Ti/Sb-SnO2電極具有較高的析氧過(guò)電位與電催化能力，對(duì)有機(jī)物的降解有很好的效果，但其壽命較短，電極穩(wěn)定性較差，因此對(duì)Ti/Sb-SnO2電極的改性主要集中在提高電極的壽命和穩(wěn)定性上。目前提高Ti/Sb-SnO2電極的穩(wěn)定性主要方法為：1)摻雜；2)添加中間層；3)改性Ti基體。這三種方法在實(shí)驗(yàn)室及工業(yè)上均有應(yīng)用，但針對(duì)具體的改性方法，其所達(dá)到的效果也各有不同。

1.3.1摻雜

對(duì)于Ti/Sb-SnO2電極的摻雜包括兩種形式。一是摻雜元素，如Pt、Ru、Ir貴金屬以及稀土元素等。摻雜的元素以置換或填隙的方式進(jìn)入到表層晶格的內(nèi)部，通過(guò)空穴或空位等缺陷的形成而改變?cè)型繉拥拇呋浴⒎€(wěn)定性及涂層顆粒尺寸；二是摻雜一些復(fù)合顆粒，可以提高電極涂層機(jī)械強(qiáng)度或使電極具備摻雜顆粒的特殊性質(zhì)。

Xu H等[38]采用Ru和La對(duì)Ti/Sb-SnO2電極進(jìn)行摻雜改性，形成三元氧化物電極，并對(duì)其穩(wěn)定性能及催化性能進(jìn)行測(cè)試。研究表明，經(jīng)過(guò)摻雜的電極，微觀形貌呈微球狀，可以增加電極涂層的表面積，提高其活性位點(diǎn)的數(shù)量。經(jīng)強(qiáng)化壽命測(cè)試，Ti/SnO2-Sb、Ti/SnO2-Sb-Ru與Ti/SnO2-Sb-La電極的強(qiáng)化壽命分別為28.5、34.0與35.5h，并且摻雜后的電極更有利于苯酚的電催化降解。

Wu W等[39]將聚四氟乙烯(PTFE)納米顆粒摻雜到SnO2電極涂層中。與傳統(tǒng)的Sb-SnO2電極相比，新型電極析氧過(guò)電位更高，從傳統(tǒng)的2.0V提高到2.4V(vs.Ag|AgCl)，涂層疏水性更強(qiáng)，可以產(chǎn)生更多的HO·自由基，并且隨著PTFE納米粒子的加入，電極的催化活性也大大提高。

1.3.2添加中間層

在電解過(guò)程中，電解液會(huì)隨著Sb-SnO2表層的裂縫滲入到Ti基體，形成TiO2鈍化層，從而導(dǎo)致電極性能下降或者失活。通過(guò)在電極表層和基體之間添加中間層，一方面可以有效阻止電解液通過(guò)表層裂縫滲入至Ti基體，從而維持電極性能的穩(wěn)定；另一方面中間層也可以起到粘結(jié)過(guò)渡作用，抑制活性層的剝蝕與剝落，延長(zhǎng)電極使用壽命。

Shao D等[40]通過(guò)電化學(xué)法將中間層TiO2還原為TiHx，成功制備了高穩(wěn)定性的Ti/TiHx/Sb-SnO2陽(yáng)極。研究表明，相比Ti/Sb-SnO2電極，Ti/TiHx/Sb-SnO2電極具有高的析氧過(guò)電位和低的電極阻抗。經(jīng)中間層TiHx的加入，使電極壽命提高了3倍。另外，新型電極在催化降解酸性紅G方面也優(yōu)于Ti/Sb-SnO2電極。

Qin X等[41]通過(guò)熱分解的方式在Sb-SnO2層與Ti基體之間引入IrO2中間層，成功制備了Ti/IrO2-SnO2-Sb2O5復(fù)合電極。強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電極壽命在IrO2中間層引入后在20℃時(shí)達(dá)到1258h。

Chen X等[42]將RuO2作為中間層引入Sb摻雜SnO2電極中，構(gòu)成Ti/RuO2-SnO2-Sb2O5復(fù)合電極，其在3mol/L的H2SO4中，強(qiáng)化壽命在25℃可以達(dá)到307h。由此可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)中間層的加入，可以在一定程度上抑制電解液隨涂層表面的裂縫侵蝕到基體，從而可以大大提高電極的穩(wěn)定性。

1.3.3改性Ti基體

Ti基體的改性也是提高電極性能的一種方式，一方面可以改變電極的結(jié)構(gòu)，由原來(lái)的二維結(jié)構(gòu)變?yōu)槿S結(jié)構(gòu)，從而增大電極的比表面積，增多活性位點(diǎn)，提高電極催化性能；另一方面也可以改變Ti基體性能，提高其抗侵蝕能力或者減小基體與涂層的內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)而形成固溶層，提高電極的穩(wěn)定性能。

Zhao G等[43]通過(guò)電化學(xué)陽(yáng)極極化技術(shù)對(duì)Ti基體表面進(jìn)行預(yù)處理，形成排列整齊的TiO2納米管陣列；以此基體，然后采用表面活性劑輔助、溶膠凝膠的方法將Sb摻雜的SnO2植入，最終形成TiO2-NTs/SnO2電極，并對(duì)比改性前后電極的壽命與催化性能。研究表明，經(jīng)過(guò)Ti基體改性后的電極壽命大大提高，是傳統(tǒng)Sb摻雜的SnO2電極的12倍。另外，新型的TiO2-NTs/SnO2電極具備更高的析氧過(guò)電位，對(duì)苯甲酸的礦化效率更高，其礦化電流效率與一級(jí)動(dòng)力學(xué)常數(shù)是傳統(tǒng)Sb摻雜的SnO2電極的1.0和3.5倍以上。

2Ti/SnO2電極處理有機(jī)廢水的應(yīng)用

2.1電催化氧化降解反應(yīng)機(jī)理

電催化氧化法主要針對(duì)于一些高毒、可生化性較差的有機(jī)廢水進(jìn)行處理，通過(guò)電催化氧化機(jī)制的不同，劃分為直接電催化氧化與間接電催化氧化[6]。同時(shí)根據(jù)直接電催化氧化程度的差異，又可分為電化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程和電化學(xué)燃燒過(guò)程，進(jìn)而可以將DSA電極分為非活性電極與活性電極兩大類[44-45]。對(duì)于非活性電極，電極表面以物理吸附的形式吸附活性氧即MOx(·OH)，由于·OH具有強(qiáng)的氧化能力，因此，當(dāng)有機(jī)物存在時(shí)，物理吸附的活性氧MOx(·OH)更傾向于在電化學(xué)燃燒過(guò)程中起主要作用；而對(duì)于活性電極，·OH中的氧進(jìn)入到金屬氧化物晶格內(nèi)部，容易形成化學(xué)吸附的活性氧，即更高價(jià)態(tài)的MOx+1，此類電極更傾向于進(jìn)行電化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)。其電化學(xué)氧化機(jī)理如圖2[44]及公式(1)、(2)所示。

圖2　金屬氧化物直接電催化機(jī)理

物理吸附態(tài)：

R+MOx(·OH)→CO2+H++e-+MOx

(1)

化學(xué)吸附態(tài)：

R+MOx+1→RO+MOx

(2)

另一種是間接電催化氧化過(guò)程，是通過(guò)陽(yáng)極的電催化氧化反應(yīng)，生成一些具有強(qiáng)氧化性的活性物質(zhì)，如·OH、活性氯等，這些活性物質(zhì)擴(kuò)散到水體，與水中的有機(jī)物相互反應(yīng)，從而達(dá)到間接催化降解有機(jī)物的目的。一般情況下，間接反應(yīng)與水中介質(zhì)離子有很大的關(guān)系。有文獻(xiàn)報(bào)道[6,46]，當(dāng)有Cl-存在的情況下，會(huì)產(chǎn)生一些具有強(qiáng)氧化性的活性氯(HOCl、OCl-等)，可以在一定程度上促進(jìn)有機(jī)物的降解。

2.2Ti/SnO2電極在廢水處理中的應(yīng)用

Ti/SnO2電極作為DSAs電極中的一個(gè)典型，由于其在有機(jī)污染物質(zhì)催化降解方面有較好的效果，因此被應(yīng)用于印染、造紙、制藥、皮革及石油等不同領(lǐng)域的廢水處理過(guò)程中。

Shao D等[47]采用電催化技術(shù)作為生物處理的預(yù)處理過(guò)程，分別用Ti/SnO2及Ti/PbO2電極降解木質(zhì)素，并對(duì)比了這兩種電極的催化能力。研究表明，電極的種類對(duì)木質(zhì)素降解產(chǎn)生很大的影響，Ti/SnO2電極傾向于電化學(xué)燃燒，對(duì)于木質(zhì)素的降解及COD的去除更有優(yōu)勢(shì)；而Ti/PbO2電極偏向于木質(zhì)素的轉(zhuǎn)化，可以一定程度的提高其可生化性。

Cui Y H等[48]采用熱分解法將Ce、Gd及Eu三種稀土元素?fù)诫s到Ti/Sb-SnO2電極當(dāng)中，并對(duì)9種有機(jī)物(3種芳香族化合物與6種典型脂肪酸)進(jìn)行降解，以評(píng)價(jià)摻雜后電極的催化活性。研究表明，摻雜Gd和Eu的SnO2電極具有較好的催化效果，而摻雜Ce的SnO2電極效果并不好。與Ti/Sb-SnO2電極相比，Ti/Gd-Sb-SnO2與Ti/Eu-Sb-SnO2電極可以將選擇有機(jī)物的降解速率和礦化速率分別提高15%～90%與14%～123%。

Xu L等[49]通過(guò)陽(yáng)極氧化鋁模板-電沉積法，將Cu納米棒摻雜到Ti/SnO2-Sb電極當(dāng)中，制得了Ti/Cu-NRs/SnO2-Sb電極，并對(duì)染料AR73進(jìn)行降解。研究表明，Ti/Cu-NRs/SnO2-Sb電極析氧過(guò)電位高達(dá)2.17V(vs.Ag|AgCl)，并且由于Cu納米棒摻雜，電極對(duì)染料AR73的降解效果有了很大的提升，在3h內(nèi)，對(duì)染料的降解率達(dá)到77%。另外，相比未摻雜的Ti/SnO2-Sb電極，新電極的能耗降低了24.5%。

3總結(jié)與展望

鈦基SnO2電極由于其催化活性較高、經(jīng)濟(jì)易得和制備工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)成為很多學(xué)者研究的焦點(diǎn)，同時(shí)也被用于很多水處理領(lǐng)域。但其壽命較短，穩(wěn)定性較差，在一定程度上限制了它的大規(guī)模使用，因此對(duì)鈦基二氧化錫電極的改性也多集中在提高其穩(wěn)定性上。從文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果來(lái)看，目前提高Ti/Sb-SnO2電極的穩(wěn)定性主要是摻雜、添加中間層以及Ti基體的改性，雖經(jīng)過(guò)改性，電極的穩(wěn)定性有了一定程度的提高，但相比其它電極如Ru電極、Ir電極等，壽命依然較短。

總體而言，電催化技術(shù)由于其簡(jiǎn)單高效、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)具有很好的前景，而電極作為此項(xiàng)技術(shù)的核心，其地位是重中之重。因此開(kāi)發(fā)出制備工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)易得、穩(wěn)定性強(qiáng)和催化活性高的電催化電極，仍需要進(jìn)一步的努力。

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Research Progress in the Preparation,Modification and Aplication of Ti-based SnO2Electrode

LI Xiaoliang,XU Hao,YAN Wei,SHAO Dan

(Department of Environmental Science and Engineering，Xi'an Jiaotong University，Xi'an 710049，China)

Abstract:As a typical electrocatalysis electrode，Ti-based SnO2 electrode has many advantages compared with the traditional electrodes,therefore,it is applied in many electrochemical water treatments.But it also still has some disadvantages,such as shorter electrode life，poor stability and so on，which limit its wider application being limited.In this paper，the properties，preparation methods，modification technologies and application in organic waste water treatments of the Ti-basedSnO2 electrode were summarized，the disadvantages of the electrode and further improvement direction were also discussed.

Keyword:Ti-based SnO2;electrode preparation;modification;organic waste water

doi：10.3969/j.issn.1001-3849.2016.05.004

收稿日期：2015-12-06修回日期：2016-01-07

基金項(xiàng)目：中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金(21507104)

中圖分類號(hào)：0646.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A