TiO2薄膜电极的制备及光电催化性能

为了得到光电化学性能稳定、光催化活性好、制备方法简便的TiO2光电极,采用涂覆法制备了纳米TiO2薄膜光电极.XRD,SEM结果表明电极上涂覆的TiO2的晶型为锐钛型,纳米TiO2在电极表面分布均匀,薄膜厚度在10μm左右,且电极表面有一定的粗糙度.交流阻抗图谱分析显示TiO2电极在光照下能进行光电化学反应.应用于20mg/L苯酚溶液的降解中,结果表明,该电极光电催化降解性能优于光催化降解性能,电场在降解过程中发挥了作用;对照态光氧化过程基本无化学反应发生;暗态下电极上也无吸附现象;反应后电极无剥落损伤.     

非水解溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜及光电催化性能的研究

摘要： 性能．结果表明：不同涂覆层数的TiO2薄膜表面结构变化不大,TiO2呈锐钛矿．光电催化性能测试结果显示：甲基橙的脱色率随外加电压的增加而增加;甲基橙浓度的增加使脱色率逐渐降低;在酸性条件下脱色效果要好于中性和碱性条件下．在甲基橙的初始质量浓度为15mg／L,外加电压1500mV,pH为3时,甲基橙的脱色率约30min即可达到平衡,可达90％左右．     

Cu2O/PANI/不锈钢电极光电催化还原CO2

利用电化学氧化还原法在不锈钢基底上制备聚苯胺纳米管(PANI NTs),将Cu2O沉积到PANI NTs,得到Cu2O/PANI/不锈钢电极,通过循环伏安法（CV）研究Cu2O/PANI/不锈钢电极的电化学行为。采用X-射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）对Cu2O/PANI NTs进行结构表征,借助乙酰丙酮分光光度法和气相色谱法对CO2还原产物进行检测。结果表明：PANI在不锈钢基底上以直立的中空纳米管的形式横向生长,内经约为100nm,外径约为200nm;Cu2O/PANI NTs具有优良的光电催化还原性能,对 /CO2具有催化活性;Cu2O/PANI/不锈钢电极光电催化还原CO215h 后溶液中甲醛的浓度为29.5μmol/L。     

Ultrathin Cobalt–Manganese Nanosheets: An Efficient Platform for Enhanced Photoelectrochemical Water Oxidation with Electron‐Donating Effect

An ultrathin cobalt–manganese (Co‐Mn) nanosheet, consisting of amorphous Co(OH)_x layers and ultrasmall Mn₃O₄ nanocrystals, is designed as an efficient co‐catalyst on an α‐Fe₂O₃ film for photoelectrochemical (PEC) water oxidation. The uniformly distributed Co‐Mn nanosheets lead to a remarkable 2.6‐fold enhancement on the photocurrent density at 1.23 V versus reversible hydrogen electrode (RHE) and an impressive cathodic shift (≈200 mV) of onset potential compared with bare α‐Fe₂O₃ film. Furthermore, the decorated photoanode exhibits a prominent resistance against photocorrosion with excellent stability for over 10 h. Detailed mechanism investigation manifests that incorporation of Mn sites in the nanosheets could create electron donation to Co sites and facilitate the activation of the OH group, which drastically increases the catalytic activities for water oxidation. These findings provide valuable guidance for designing high‐performance co‐catalysts for PEC applications and open new avenues toward controlled fabrication of mixed metallic composites.     

TiO_2/沸石与活性炭三维粒子电极体系光电催化研究

采用溶胶-凝胶法制备沸石负载TiO2(TiO2/沸石)。将TiO2/沸石与活性炭按照不同比例混合为粒子电极,采用钛网作为主电极,硫酸钠溶液为助电解质,紫外灯为光源建立了三维电极光电催化体系,处理亚甲基蓝模拟废水。实验表明:当电极间距为4.0 cm、TiO2/沸石∶活性炭=2∶3、亚甲基蓝的初始浓度为3 mg/L,灯距为10 cm、电压为2.0 V、电解质浓度为0.04 mol/L、初始p H=6.0,光催化降解效率可达49.5%。三维电极光电催化效果优于二维电极光电催化与光催化效果。Fe3+离子掺杂提高了体系的光电催化效率,最大光电催化效率可达53.3%。     

有机工业废水的电化学处理工艺技术原理与应用

该文综述了电氧化、电混凝、电气浮、光电催化等电化学处理有机工业废水的技术原理和应用;阐述了各种电化学水处理工艺及其优缺点;探讨了电化学水处理净化技术的发展方向和应用前景。     

MoS2光电催化剂活性位点的优化和效能研究进展

MoS₂是一类典型的后石墨烯二维材料,具有优异的光电性能及良好的化学稳定性,是近年来被广泛研究的一类新型光电催化剂,有关其催化活性位点的构效关系和反应机理是目前的研究热点。本文介绍了MoS₂的结构特性和活性位点分布,重点归纳分析了近年来有关MoS₂活性位点的构筑方法,包括利用降低维度、晶相调控、特殊形貌设计和非晶化等方法对MoS₂本体进行改造,以及采用原子掺杂、缺陷工程的方式对MoS₂进行协同修饰。通过对催化性能及反应机理的研究,表明这些方法能有效提高MoS₂的催化性能。最后,结合研究现状对目前存在的挑战和研究方向进行了分析总结,指出在MoS₂上构造有序分布的活性位点并平衡其稳定性以及催化性能的构效关系是未来MoS₂在光电催化领域中的研究重点。     

石墨负载TiO2薄膜电极光电催化降解甲基橙研究

采用溶胶-凝胶法制备石墨负载TiO2薄膜电极，以125W高压汞灯为光源，以负载TiO2薄膜的石墨片为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，建立三电极的光电催化体系，以甲基橙为降解对象．考察了初始浓度、涂敷层数、外加电压、通入空气对甲基橙降解速率的影响。研究表明，石墨是光催化剂良好的载体．外加电压可以促进光催化降解的效率，外加电压2V、涂敷3层、通入空气时对目标物质的降解效果最好。     

负载型二氧化钛光阳极对碱性紫5BN的光电催化降解

采用溶胶-凝胶拉提法在多孔泡沫镍基片上制备了纳米TiO2薄膜光阳极。利用自制反应器,对碱性紫5BN在固定态TiO2薄膜光阳极上的催化降解进行了研究。考察了外加电压、初始pH值、外加氧化剂对目标物质降解效率的影响。实验结果表明：制备的光催化剂具有良好的催化活性,通过XRD表征发现所制备的TiO2均为锐钛矿型;外加1．0V阳极电压时光电催化降解效果最好;初始pH为碱性时可以更好地进行降解：在酸性初始条件下降解效率反而有所降低;外加氧化剂对降解反应起到了增效作用;外加电压和氧化剂大大增加了降解反应的动力学速率常数。     

氧化钨（WO3）薄膜光电催化性能的改善及应用

半导体WO₃具有较小的禁带宽度和良好的稳定性,对可见光具有较强的吸收,在光催化和光电催化领域具有广泛的用途。然而,单一WO₃薄膜仍然存在着光生电子-空穴复合率高、光电催化活性与能量转换效率偏低等问题。本文从WO₃薄膜光电催化性能的改善及应用两个方面对近年来的研究进行了综述。在WO₃薄膜光电催化性能的改善方面,分别从有序纳米结构的构建、离子掺杂与表面修饰进行总结。同时,也归纳总结了WO₃薄膜作为光电极在分解水制氢、光电催化还原CO₂和降解有机污染物等方面的应用,并提出了WO₃薄膜在光电催化过程中存在的问题,指出WO₃有序纳米异质结的构建是提高WO₃薄膜光电催化活性的有效方法。WO₃薄膜光电极的规模制备、廉价助催化剂的使用、光电极的稳定性与耐蚀性是其实际应用过程中需要解决的问题。