碳纳米管改性Sb—SnO2/Ti电极制备及性能

魏金枝+张少平+胡琴+王雪亮

摘 要：为了提高SbSnO2/Ti电极的电催化氧化活性和稳定性，采用溶胶-凝胶-热分解法制备了CNTs掺杂改性的CNTsSbSnO2/Ti电极，借助于SEM、极化曲线、电化学阻抗谱（EIS）和降解刚果红实验对其微观结构和性能进行了表征，并通过加速寿命实验考察电极的稳定性。结果表明，当CNTs最佳掺杂量为2.0g/L时，CNTsSbSnO2/Ti电极比SbSnO2/Ti电极对刚果红的去除率提高了14.7%；改性后的电极表面相对粗糙且增加了孔隙结构，从而提高了电极的比表面积；改性电极具有更高的析氧电位和更小的界面转移阻抗；加速寿命实验表明改性电极的稳定性也得到了提高，使用寿命增加了27h。

关键词：无机非金属材料，SbSnO2电极，碳纳米管，电催化活性

DOI：10.15938/j.jhust.2017.03.019

中图分类号： X703.1

文献标志码： A

文章编号： 1007-2683（2017）03-0107-05

Abstract：In order to improve the electrocatalytic oxidation activity and stability of SbSnO2/Ti electrode，the CNTsSbSnO2/Ti electrode was prepared by solgelthermal decomposition method. The microstructure and electrochemical properties of the modified electrode was characterized via SEM， electrochemical impedance spectroscope （EIS）， polarization curve and congo red degradation experiments. Furthermore， its the stability was investigated by accelerated life test. The results indicate that when the optimal doping amount of CNTs is 2.0g/L the congo red removal rate increases by 14.7% using the CNTsSbSnO2/Ti electrode compared with the SbSnO2/Ti electrode. Meanwhile pore structure appears and roughness increases on the surface of modified electrodes leading to larger specific surface area of electrode. Then the modified electrodes exhibit higher oxygen evolution potential and lower charge transfer resistance. Additionally， accelerated life tests reveal that the modified electrode has better electrocatalytic stability while the service life increases by 27h.

Keywords：inorganic nonmetalic material，SbSnO2 electrode，carbon nanotube，electrocatalytic activity

0 引 言

电催化氧化技术因其具有反应速率快、效能高、操作简单和环境友好等优点，引起了国内外学者的关注，并被应用于有机废水处理的研究中[13]。其中，阳极电极材料是电催化氧化技术的核心部分。在众多电极材料中，SbSnO2/Ti电极具有较高的析氧电位， 较强的产·OH能力以及较低成本，而成为理想的金属氧化物电极[46]。为了进一步提高SbSnO2/Ti电极的电催化活性和稳定性，研究者其对进行改性研究。目前，有研究者采用金属元素掺杂对该电极进行修饰[710]，修饰后电极的电催化活性和稳定性均有一定程度提高。

目前，由于碳纳米管（CNTs）具有较高的导电性，较高的化学稳定性和机械强度而引起众多研究人员的广泛关注[1113]。CNTs改性电极也具有优异的电化学活性，例如，段小月等[14]利用CNTs掺杂改性PbO2电极，改性后电极具有更高的电催化活性和稳定性。……