O3的共掺杂，使PbO 2的晶格膨胀，颗粒变小，比表面增加，提高了更多的电子转移活性位，解决了现有技术中其颗粒形貌不易控制的难题。与纯PbO2相比，电催化位增加，活性增强，是一种高活性高催化效率的电极。通过恒压脉冲电沉积的方法制备Ti/Ti02NT/Yb-Fe2O3-PbO2电极，相比其他方法，不仅操作简单，还提高了沉积层的纯度、密度、均匀度，并降低其空隙率，提高了电极的稳定性。
[0064]实施例1?3中的采用Ti/Ti02NT/Yb-Fe203-Pb02修饰电极电催化氧化处理水中百草枯的方法，采用自制的掺杂改性的高活性Ti/Ti02NT/Yb-Fe203-Pb0j_饰电极作为阳极，降解过程中电极不宜失活，电极耐腐蚀性好，电解过程选择性好，电解副反应少，降解效率高，且反应条件温和，不需要加催化剂，操作简单、设备易得、工艺流程简单、投资成本低，制备与降解过程绿色、无污染。去除百草枯的效率高，电极耐腐蚀性好，降解过程稳定性好，降解效率比普通铅电极高，百草枯的降解率达到99.4%,COD的降解率达到99%，能耗得到大幅度的降低，能耗降低15.7%。
[0065]以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，实施例中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种新型高催化活性Ti/T1 2NT/Yb-Fe203-Pb02电极，其特征在于，先采用阳极氧化法制备Ti/Ti02NT电极，其中，Ti/Ti02NT电极半径为125nm，管壁为12nm，把Ti4+还原成Ti 3+后，以还原好的Ti/Ti02NT电极作为阳极，Pt片作为阴极，饱和KCl电极作为参比电极，放入含有硝酸铁的酸性电镀液中，其中电镀液组成为=Pb(NO3)2= 0.5mol/L、HNO3= 0.lmol/L、Yb (NO3)3= 0.03 ?0.05mol/L、NaF = 0.04mol/L 和 Fe (NO 3) 3.9H20 = 0.02 ?0.06mol/L ；采用脉冲电流沉积的方法得到Yb-Fe共掺杂改性的Ti/Ti02NT/Yb-Fe203-Pb02电极。2.根据权利要求1所述的一种新型高催化活性Ti/T12NT/Yb-Fe203_Pb02电极，其特征在于，其制备的具体步骤为: 步骤一、 选用纯钛金属作为钛片，首先将钛片依次用600目、1000目和2000目三种不同规格的砂纸进行打磨，然后将打磨好的钛片依次在无水乙醇、丙酮、去离子水中超声洗涤lOmin，再放入乙二醇，氢氟酸和二次蒸馏水的混合溶液中抛光处理lOmin，并用去离子水清洗干净，其中:氢氟酸，乙二醇与二次蒸馏水的体积比为1:3:10 ; 步骤二、 采用阳极氧化法制备二氧化钛纳米管，室温下在质量分数为0.3?0.5wt% NH和2?5V% H2O的乙二醇电解液中，以钛片作阳极，Cu片作阴极进行阳极氧化，氧化电压为60V，氧化时间3h?7h，氧化过程始终进行磁力搅拌，氧化结束后用无水乙醇浸泡样品2h，无水乙醇超声清洗5?lOmin，采用马弗炉加热至温度450°C?500°C，即可制得半径为125nm，管壁 12nm 的 TiA12NT 电极； 步骤三、 将步骤二制备好的Ti/Ti02NT电极作为阴极，Pt片作为阳极，饱和KCl电极作为参比电极，放入lmol.L ^Mg2SO4S液中于-1.5V下还原20s，把Ti 4+还原成Ti 3+； 步骤四、 将步骤三还原好的Ti/Ti02NT电极作为阳极，Pt片作为阴极，饱和KCl电极作为参比电极，放入含有硝酸铁的酸性电镀液中，其中电镀液组成为=Pb(NO3)2= 0.5mol/L、HNO3 =0.lmol/L、Yb (NO3) 3= 0.04mol/L、NaF = 0.04mol/L 和 Fe(NO3)3.9H20 = 0.05mol/L ;采用恒压脉冲，脉冲参数设定为 I1= +50 ?10mV，t != 1ms ；12= -50 ?-1OOmV，12= Ims ；13=OmV, t3= ls，循环 100 ?300 圈得到 Yb-Fe 共掺杂改性的 Ti/T1 2NT/Yb-Fe203_Pb02i极。3.根据权利要求2所述的一种新型高催化活性Ti/T12NT/Yb-Fe203_Pb02电极，其特征在于:制备方法步骤一中纯钛金属采用TA1型的纯钛金属，其纯度为99.9%。4.根据权利要求3所述的一种新型高催化活性Ti/T12NT/Yb-Fe203_Pb02电极，其特征在于:制备方法步骤二中阳极氧化法制备二氧化钛纳米管所用的恒流恒压电源为HYL-A型恒流恒压电源。5.根据权利要求4所述的一种新型高催化活性Ti/T12NT/Yb-Fe203_Pb02电极，其特征在于:制备方法步骤二中马弗炉加热程序升温方法:空气气氛下升温处理，升温速度5°C /min使温度达到450°C?500°C，保温2h后进行退火处理，降温速度2 V /min，将无定形的T12转换成锐钛矿型。6.一种新型高催化活性Ti/T1 2NT/Yb-Fe203_Pb02i极电催化降解水中百草枯的方法，其步骤为: 1)、制备高催化活性Ti/Ti02NT/Yb-Fe203-Pb02电极 先采用阳极氧化法制备Ti/Ti02NT电极，其中，Ti/Ti02NT电极半径为125nm，管壁为12nm，把Ti4+还原成Ti3+后，以还原好的Ti/T1 2NT电极作为阳极，Pt片作为阴极，饱和KCl电极作为参比电极，放入含有硝酸铁的酸性电镀液中，其中电镀液组成为=Pb(NO3)2=0.5mol/L、HNO3= 0.lmol/L、Yb (NO 3)3= 0.03 ?0.05mol/L、NaF = 0.04mol/L 和Fe (NO3)3.9H20 = 0.02?0.06mol/L ;采用脉冲电流沉积的方法得到Yb-Fe共掺杂改性的Ti/Ti02NT/Yb-Fe203_Pb02电极； 2)、电催化降解水中百草枯 将步骤一中制备的Yb-Fe共掺杂改性的Ti/Ti02NT/Yb-Fe203-Pb02电极作为阳极，铜电极作为阴极，采用恒流恒压电源，温度25°C，电流密度50mA/m2，降解液为:30mg/L百草枯+0.lmol/LNa2S04O7.根据权利要求6所述的一种新型高催化活性Ti/T12NT/Yb-Fe203_Pb02电极电催化降解水中百草枯的方法，其特征在于:步骤I)中制备高催化活性Ti/Ti02NT/Yb-Fe203-Pb02电极的具体步骤为: 步骤一、 选用纯钛金属作为钛片，首先将钛片依次用600目、1000目和2000目三种不同规格的砂纸进行打磨，然后将打磨好的钛片依次在无水乙醇、丙酮、去离子水中超声洗涤lOmin，再放入乙二醇，氢氟酸和二次蒸馏水的混合溶液中抛光处理lOmin，并用去离子水清洗干净，其中:氢氟酸，乙二醇与二次蒸馏水的体积比为1:3:10 ; 步骤二、 采用阳极氧化法制备二氧化钛纳米管，室温下在质量分数为0.3?0.5wt% NH和2?5V% H2O的乙二醇电解液中，以钛片作阳极，Cu片作阴极进行阳极氧化，氧化电压为60V，氧化时间3h?7h，氧化过程始终进行磁力搅拌，氧化结束后用无水乙醇浸泡样品2h，无水乙醇超声清洗5?lOmin，采用马弗炉退火至温度450°C?500°C，即可制得半径为125nm，管壁 12nm 的 TiA12NT 电极； 步骤三、 将步骤二制备好的Ti/Ti02NT电极作为阴极，Pt片作为阳极，饱和KCl电极作为参比电极，放入lmol.L ^Mg2SO4S液中于-1.5V下还原20s，把Ti 4+还原成Ti 3+； 步骤四、 将步骤三还原好的Ti/Ti02NT电极作为阳极，Pt片作为阴极，饱和KCl电极作为参比电极，放入含有硝酸铁的酸性电镀液中，其中电镀液组成为=Pb(NO3)2= 0.5mol/L、HNO3 =0.lmol/L、Yb (NO3) 3= 0.04mol/L、NaF = 0.04mol/L 和 Fe(NO3)3.9H20 = 0.05mol/L ;采用恒压脉冲，脉冲参数设定为 I1= +50 ?10mV，t != 1ms ；12= -50 ?-1OOmV，12= Ims ；13=OmV, t3= ls，循环 100 ?300 圈得到 Yb-Fe 共掺杂改性的 Ti/T1 2NT/Yb-Fe203_Pb02i极。8.根据权利要求7所述的一种新型高催化活性Ti/T12NT/Yb-Fe203_Pb02电极电催化降解水中百草枯的方法，其特征在于:制备方法步骤一中纯钛金属采用1六1型的纯钛金属，其纯度为99.9%。9.根据权利要求8所述的一种新型高催化活性Ti/T12NT/Yb-Fe203_Pb02电极电催化降解水中百草枯的方法，其特征在于:制备方法步骤二中阳极氧化法制备二氧化钛纳米管所用的恒流恒压电源为HYL-A型恒流恒压电源，电催化降解水中百草枯过程中使用的恒流恒压源也是HYL-A型恒流恒压电源。10.根据权利要求9所述的一种新型高催化活性Ti/T12NT/Yb-Fe203_Pb02电极电催化降解水中百草枯的方法，其特征在于:制备方法步骤二中马弗炉加热程序升温方法:空气气氛下加热处理，升温速度5°C /min至炉膛温度达到450°C?500°C，保温2h后进行退火处理，降温速度2°C /min，将无定形的T12转换成锐钛矿型。
【专利摘要】本发明公开了一种Ti/TiO2NT/Yb-Fe2O3-PbO2电极及其电催化降解百草枯的方法，属于电催化技术领域。电极制备为：阳极氧化法制备Ti/TiO2NT电极，Ti4+还原成Ti3+，还原好的Ti/TiO2NT电极为阳极，Pt片为阴极，饱和KCl电极为参比电极，放入电镀液中；采用脉冲电流沉积的方法得到Ti/TiO2NT/Yb-Fe2O3-PbO2电极。采用该电极降解百草枯的方法为将该电极作为阳极，铜电极作为阴极，采用恒流恒压电源，温度25℃，电流密度50mA/m2，降解液为：30mg/L百草枯+0.1mol/LNa2SO4。本发明用特殊的配方和脉冲电沉积的方法制备Ti/TiO2NT/Yb-Fe2O3-PbO2电极表面均匀，电极稳定性好，用于降解百草枯过程中，催化效率高。
【IPC分类】C02F1/461, C02F101/38, B01J23/835
【公开号】CN105195161
【申请号】CN201510646606
【发明人】徐迈, 欧阳雪梅, 王凤武, 朱传高, 方文彦, 魏亦军
【申请人】淮南师范学院
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月30日