Ti_(100-δ)Cu_δ(δ=0.02,0.28,1.39,5.65)阴极的制备及电催化还原NO_3~-机理

以Ti板为基体,采用异位电沉积法通过调控电镀时间制备了质量分数(δ)分别为0.02,0.28,1.39和5.65的Ti_(100-δ)Cuδ阴极;利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学测试及NO_3~-处理实验等手段对其微观形貌、物相组成、电催化活性、抗腐蚀性能和产物选择性等进行了表征.结果表明,δ≥0.28时Ti_(100-δ)Cuδ电极表面的Cu镀层呈现(111)晶面择优取向,可有效提高电极稳定性;Cu活性层的形成为NO_3~-的吸附提供了活性点位,增强了电极的电催化性能,但Cu的加入会降低电极抗腐蚀性能;在一定的载铜量范围内,单质Cu对NO_3~-降解产物NO-2的吸附有一定的抑制作用,但会增强NO-2的还原反应活性,提高N2选择系数.应用Ti_(100-δ)Cuδ(δ=5.65)阴极在电流密度为20 m A/cm2、电解时间6 h条件下对NO_3~-进行处理,结果表明,NO_3~-去除率和N2选择系数分别高达75.47%和32.65%,与Ti电极的NO_3~-去除率(39.89%)和N2选择系数(2.19%)相比有显著提高.