液压油乳浊液电解过程中掺硼金刚石电极结构演变

张 琳１，２ 熊 鹰２
（１．西南科技大学材料科学与工程学院 四川绵阳 ６２１０１０； ２．西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室 四川绵阳 ６２１０１０）
摘要：以掺硼金刚石（ＢＤＤ）电极为阳极，研究了液压油乳浊液电解过程对 ＢＤＤ电极微观结构演变的影响。扫描电子显微 镜（ＳＥＭ）、原子力显微镜（ＡＦＭ）、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）以及拉曼光谱（Ｒａｍａｎ）等表征技术用于研究不同电解时间下 ＢＤＤ电 极的微观结构信息，循环伏安技术用于测试不同电解时间下 ＢＤＤ电极的电化学反应活性和稳定性。结果表明：ＢＤＤ电极 中金刚石晶粒在电解过程中由不规则八面体逐渐刻蚀为梯形台面，且晶粒尺寸逐渐减小，相应粗糙度也逐渐减小，膜厚逐 渐变薄。ＢＤＤ电极的循环伏安性能测试表明 ＢＤＤ仍然保持良好的电化学反应活性和较好的稳定性。 关键词：掺硼金刚石电极 电化学性能 微观结构 中图分类号：ＴＢ４３；ＴＱ０３５ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１－８７５５（２０１９）０３－００１８－０５
ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌＥｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＢＤＤ ＥｌｅｃｔｒｏｄｅＤｕｒｉｎｇｔｈｅＥｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃｏｉｌＥｍｕｌｓｉｏｎ
ＺＨＡＮＧＬｉｎ１，２，ＸＩＯＮＧＹｉｎｇ２
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ＆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｍｉａｎｙａｎｇ６２１０１０，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙＦｒｉｅｎｄｌｙＥｎｅｒｇｙＭａｔｅｒｉａｌｓ，
第 ３４卷 第 ３期 ２０１９年 ９月
西 南 科 技 大 学 学 报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．３ Ｓｅｐ．２０１９
液压油乳浊液电解过程中掺硼金刚石电极结构演变
第 ３期 张 琳，等：液压油乳浊液电解过程中掺硼金刚石电极结构演变
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电解一些分子量较小的物质，如在电化学氧化过程 中存在乙酸或丙酸等有机物时，这类有机物在电解 过程中产生的烷基自由基与被氧化的 ＢＤＤ薄膜表 面的氧终端反应而产生碳的悬键，而碳的悬键可以 使 ｓｐ３ 键 转 化 为 ｓｐ２ 键，即 发 生 石 墨 化 反 应 而 使 ＢＤＤ电极易于在溶液中被腐蚀 。 ［１５－１７］ 这些研究结 果表明在电解过程中电解质可致使 ＢＤＤ电极发生 微观结构的变化。上述研究的电解质均以模拟的有 机小分子为主，较少涉及到实际废液体系中存在的 极难氧化的有机分子如长直链烷烃分子等。在本项 目中，拟选择含极高浓度长直链烷烃的液压油乳浊 液为处理对象，研究 ＢＤＤ电极在处理这种极难氧化 有机分子时的微观结构演变。实验采用自制的 ２英 寸（５０．８ｍｍ）ＢＤＤ电极为阳极，对液压油乳浊液进 行电化学氧化降解处理，选择电解不同的时间来观 察和讨论 ＢＤＤ电极材料在电化学反应过程中阳极 电极微观结构的演变过程。
近年来，掺硼金刚石薄膜（ＢＤＤ）电极作为一种 新型电极，具有抗腐蚀、导热性好、强度高、耐磨损、 高催化活性等优良性质，使得 ＢＤＤ电极广泛应用于 各 种 废 水、切 削 液 等 有 机 物 的 电 化 学 氧 化 处 理［１－１３］。通常使用 ＢＤＤ薄膜作电极电解各种有机
物，只考察了有机物的降解而未过多关注此过程中 ＢＤＤ薄膜电极 的 结 构 变 化，比 如 在 甲 酸、葡 萄 糖 或 甲醇等有机物的降解过程中，一般认为 ＢＤＤ电极十 分稳定，即使是在强酸强碱的介质中 ＢＤＤ电极也能 保持良好的稳定性［１４］。但据文献报道，ＢＤＤ电极在
收稿日期：２０１９－０３－０１ 基金项目：四川省重点研发项目（２０１８６１２０４１３）。 作者简介：第一作者，张琳，女，硕士研究生，Ｅｍａｉｌ：９６０８３５８４３＠ｑｑ．ｃｏｍ；通信作者，熊鹰，男，教授，研究方向为超纳米金刚石薄膜的性能
及作用，Ｅｍａｉｌ：ｘｉｏｎｇｙｉｎｇ＠ｓｗｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍｉａｎｙａｎｇ６２１０１０，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ）
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