光电催化COD测定装置的设计及COD测定性能研究

本文基于TiO2纳米管阵列电极光电催化反应原理,设计、集成了一套COD测定装置.通过对测定系统的考查表明,采用365 nm紫外光源,偏电压2.0 V,支持电解质2.0mol/L NaN03溶液,pH 4～10范围内可得到稳定可靠的测量结果,COD测量范围为0～500mg/L,检测限0.3mg/L.在上述条件下,测量系统获得的有机物完全矿化时的库仑电量(Qnet)与理论COD值(ThCOD)之间呈现出良好的线性关系,得到的线性方程为Qnet=0.01308ThCOD+0.02989,相关系数r=0.9962.利用该装置测定不同实际水样,COD测定结果与标准重铬酸钾法有较好的一致性,且相对标准偏差均小于4％,表明该测量系统可以替代传统的重铬酸钾法测定仪器,克服其不足.     

硫化锑改性二氧化钛电极板的制备及其光电催化作用

采用化学沉积法,以三氯化锑为原料,与Na2S2O3水溶液混和,浸渍二氧化钛氧化铟锡镀膜玻璃电极（ITO/TiO2电极板）制成改良型电极。利用紫外吸收光谱（UV-vis）,紫外可见漫反射光谱（DRS）,X射线衍射（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）等方法对样品进行表征。结果表明,Sb2S3沉积效果明显;在波长400 nm至624 nm的可见光范围内,该薄膜有强烈的吸收;循环伏安法的测定确定该电极板具有可见光的响应能力,并且光电转化率为3.4%。     

TiO2膜光电催化氧化法降解印染废水的研究

采用TiO2膜电极,利用电化学和光催化协同作用对印染废水进行了降解,讨论了协同作用的机理。考察了电流密度、溶液pH值和光照强度等因素对降解率的影响。研究结果表明：光电催化氧化法的活性蓝染料溶液降解率高于电极氧化法和光催化法,证明电化学和光催化在反应过程中具有协同作用。在电流密度20 mA/cm2、pH值为4、光照距离为8 cm的条件下,降解初始浓度100 mg/L活性蓝染料模拟印染废水,2.5 h时COD去除率为88.4%,色度脱除率为93%。     

黑色TiO2纳米管在光电催化中的应用研究进展

由于TiO_2纳米管列具有无毒性,并且具有光学性能好、比表面积大、耐腐蚀、成本低等优点,成为目前应用最广泛的光催化材料之一。同时与其它结构形态的TiO_2相比,TiO_2纳米管具有理想的一维几何形状,这种一维几何形状可以有效地进行电荷转移。黑色TiO_2首次是在2011年由chen及其团队研发出来,随后在此基础上人们制备了黑TiO_2纳米管。黑TiO_2纳米管作为新型半导体材料具有较低的禁带宽度和较高的可见光吸收率。因而是一种很有前途的光催化剂。     

斜板液膜反应器光电催化降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/Ti电极,进行光电催化降解罗丹明B(RhB)试验。确定了最佳降解条件:外加偏压+0.8 V、废水流量7.7 L/h、初始pH=2.5和电解质质量浓度2.0 g/L。在最佳条件下,处理20 mg/L的RhB溶液1.5 h,脱色率和TOC去除率分别达到97.3%和76.2%。结果表明,由于同时强化了激发光源的利用率和溶液的传质效率,斜板液膜反应器可高效降解RhB。     

电解液对TiO2纳米管阵列薄膜光电催化性能的影响

采用电化学阳极氧化法,在HF—H2O,NH4F—H2O,NH4F—H2O-乙二醇三种不同的电解液体系中,于Ti基底上制备了TiO2纳米管阵列薄膜,并在空气气氛中于500℃进行结晶热处理。以亚甲基蓝为模拟污染物,考察了TiO2纳米管阵列薄膜的光电催化降解效果,并比较了电解催化、光催化和光电催化对亚甲基蓝溶液降解效率的差异。结果表明在NH4F—H2O-乙二醇电解液体系中制备的TiO2纳米管阵列光电催化性能最好。经过340min后,催化效率达到了94．23％。     

TiO2纳米管光电极的制备及其光电催化性能研究

采用阳极氧化法在Ti箔上原位生成了TiO2纳米管光电极,并利用SEM和XRD对样品的表观形貌和晶相结构进行了表征。结果表明:TiO2纳米管管口均匀,管径为90~100 nm,且具有单一的锐钛矿晶相。此外,重点考察了初始pH值和外加偏压对TiO2纳米管光电极光电流响应及光电催化活性的影响。结果表明:当溶液pH为7.5、外加偏压为2.0V时,光电流响应最强,为10.4 mA·cm-2。350 W氙灯下光照60 min对罗丹明B的光电催化降解效率可达82.6%。     

光电催化降解印染废水的羟基自由基机理研究

光电协同催化的主要作用原理为羟基自由基机理,但羟基自由基的分析较为困难。以水杨酸为分子探针,以分光光度法对光电协同催化处理印染废水过程中的羟基自由基进行测定,通过改变光照时间、光照强度、外加电压和pH进行试验。结果表明,光电催化降解酸性紫红比单独的光催化和电催化效果好;.OH是酸性紫红降解的主要因素。水杨酸分子探针浓度升高时,酸性紫红的脱色率相应减少;一定的光照时间内.OH生成量与时间成正比关系;光照强度增大,羟基自由基产生量也相应增加;外加电压10 V,pH为6～8时.OH有较高的生成量。     

Ag-Ti3+-TiO2纳米锥的制备及光电催化性能研究

抗生素的过度使用对环境造成了持久性的污染,光电催化是降解抗生素的环保、高效技术,其中光电极的设计尤为重要。为提高抗生素降解速率,采用电化学还原和光还原法制备了Ag-Ti³⁺-TiO₂纳米锥复合光电极,并用于模拟可见光照射下光电催化降解四环素的过程,考察其光电催化性能。结果表明,由于Ti³⁺自掺杂和Ag纳米颗粒的局域表面等离子体共振效应,复合电极有效地抑制了光生电子-空穴对的复合,并表现出更低的电荷转移电阻,提高了光电催化性能。复合光电极在可见光照射下,90 min后可降解87.9%的四环素,且5个循环后降解率保持在82.5%。这些结果表明,Ag-Ti³⁺-TiO₂纳米锥复合光电极具有高降解效率、良好的稳定性和可持续的循环利用性,有望实现高效环保地光电催化降解抗生素。     

Photoelectrocatalytic activity of two antimony doped SnO2 films for oxidation of phenol pollutants

Two types of Sb-doped SnO2 films on titanium substrate were prepared by the combination of electro-deposition and dip-coating (Ti/SnO2-Sb2O4/SnO2-Sb2O4) and single dip-coating (Ti/SnO2-Sb2O4), respectively. The surface morphology and crystalline structure of both film electrodes were characterized using X-ray diffractometry(XRD) and scanning electron microscopy(SEM). XRD spectra indicate that the rutile SnO2 forms in two films and a TiO2 crystallite exists only in Ti/SnO2-Sb2O4 electrode. SEM images show that the surface morphology of two films is typically cracked-mud structure. The photooxidation experiment was proceeded to further confirm the two electrode activity. The results show that the photoelectrocatalytic degradation efficiency of Ti/SnO2-Sb2O4 electrode with sub-layer is higher than that of simple Ti/SnO2-Sb2O4 electrode using phenol as a model organic pollutant. The Ti/SnO2-Sb2O4/SnO2-Sb2O4 photoanode has a better photoelectrochemical performance than Ti/SnO2-Sb2O4 photoanode for the removal of organic pollutants from water.