不锈钢基ZnO/PbO2阵列电极的制备及其析氧电催化性能
2021-12-01杜重麟桂来李芬锐李然罗司玲
杜重麟 ,桂来,李芬锐,李然,罗司玲
(1.昆明冶金高等专科学校,云南 昆明 650033;2.昆明理工大学,云南 昆明 650500)
众所周知,二氧化铅电极在导电性、电催化活性等方面具有明显的优势,早在20世纪60年代,PbO2电极就被应用在氯酸盐制备、臭氧制备、氯碱工业等化学工业中,在电冶、电浮选等领域也常用PbO2电极作为阳极[1-3]。近年来,PbO2电极被越来越多地用于处理工业废水中的有机物,如酚类[4-5]、表面活性剂[6]、染料[7-8]等。PbO2活性层的性能与其密度、晶粒尺寸、活性点数量、活性面积等密切相关。因此,为了进一步提高PbO2电极的性能,根据实际应用要求设计和制备新型惰性复合PbO2阳极,研究其结构和形貌对电极电催化反应的影响机制具有重要的意义。
采用模板法制备具有特殊结构的PbO2电极,如有序的PbO2纳米线[9-10]、纳米棒[11]和空心球[12],能够增加电极表面的活性位点,提高电极的电催化活性。阳极氧化铝(AAO)模板具有规则可调节的多孔形态及良好的耐热和耐腐蚀性能,是制备一维纳米材料的常用模板之一[13-14]。但AAO模板的制备存在时间长、电压高、无法实现对结构精准调控等缺陷。此外,铝基体不易直接从水溶液中电沉积获得,一般采用非水溶液。因此,研发AAO以外的新型多孔氧化膜具有重要意义。
ZnO是一种宽带隙半导体材料,具有良好的光学、电学及光催化性质,被广泛应用于短波长激光器、电致发光器件、传感器、太阳能电池等[15-17]。此外,ZnO属于铅锌矿结构的半导体金属氧化物,这种 结构非常适用于制备定向外延薄膜,将其作为中间层不仅能在一定程度上缓解基体与镀层之间的电积畸变,还能减少镀层的裂纹[18]。……
