摻雜TiO2-Ni和ZnO-Ni光電極的制備及光電催化性能研究.pdf

1、伴隨著化學(xué)工業(yè)的大力發(fā)展,有機污染廢水的排放所帶來的環(huán)境污染負面問題也越發(fā)嚴重,如何降解有機物廢水一直是環(huán)保領(lǐng)域研究的熱點之一。納米TiO2和納米ZnO是良好的光催化劑,將其負載在泡沫鎳上,在高壓汞燈照射下,施加適當(dāng)?shù)钠珘?形成了新的降解有機物廢水的方法——光電催化技術(shù)。本文制備了摻雜的納米TiO2/Ni光電極和摻雜的納米ZnO/Ni光電極,運用光電催化技術(shù),以農(nóng)藥敵百蟲、亞甲基藍、剛果紅及真實制藥廢水等有機物為降解目標,考察了不同條件

2、下對降解以上有機廢水的各種影響因素以及降解機理。
　　論文以泡沫鎳為載體,制備了納米TiO2/Ni光陽極,鉑電極為陰極,自鎮(zhèn)流高壓汞燈為光源,對農(nóng)藥敵百蟲進行光電催化降解的實驗研究。考察了不同降解方式、降解時間、電解質(zhì)種類及濃度、電流密度和溶液起始 pH值對敵百蟲降解速率的影響,初步分析了敵百蟲降解的動力學(xué);分別比較了光電催化降解與單一光催化降解、單一電解處理時敵百蟲的降解率。結(jié)果表明,通過實驗探索光電催化體系中不同的工藝參數(shù),得

3、到最佳的降解條件,并對敵百蟲降解產(chǎn)物及機理進行了分析推斷。
　　采用凝膠-溶膠法分別制備了Ce-TiO2/Ni光電極和碳納米管摻雜Ce-TiO2/Ni光電極、Ag-TiO2/Ni光電極和碳納米管摻雜Ag-TiO2/Ni光電極,分別以四種光電極為工作電極,鉑電極為對電極,建立了光電催化降解亞甲基藍的體系?？疾炝巳芤撼跏紳舛?、起始pH、外加偏壓、不同電解質(zhì)及不同氧化試劑對降解亞甲基藍的影響因素。不同光電極體系之間還比較了光電催化降解與

4、單一光催化降解、單一電解處理亞甲基藍的降解率。通過實驗探索光電催化體系中降解亞甲基藍的最佳實驗方案。對亞甲基藍降解前后的產(chǎn)物進行了紫外光譜和紅外光譜分析。碳納米管增強光催化的作用也進行了分析。討論了摻雜電極中的金屬Ag離子和Ce離子的作用,采用質(zhì)譜技術(shù),推導(dǎo)光電催化降解亞甲基藍過程中可能的中間產(chǎn)物。比較了碳納米管摻雜的Ag-TiO2/Ni光電極體系對亞甲基藍的降解率與碳納米管摻雜的Ce-TiO2/Ni光電極體系對亞甲基藍的降解率。

5、>　　論文采用陰極電沉積法制備了泡沫鎳負載納米氧化鋅電極,并用掃描電子顯微鏡(SEM)和 X射線衍射(XRD)分析其晶粒形貌和物相結(jié)構(gòu)。以染料剛果紅為降解對象,ZnO/Ni光電極為陽極,鉑電極為陰極,光電催化降解剛果紅,以COD和色度去除率為主要參考指標,探討了外加偏壓、氯離子濃度、溶液起始pH值以及不同降解方式等因素對剛果紅降解率的影響。對剛果紅降解前后的產(chǎn)物進行了紅外光譜分析,使用的光電極進行了耐久性測試。對光電催化降解過程中出現(xiàn)的

6、中間產(chǎn)物,進行了分析和推斷。
　　以醋酸鋅和草酸為原料,用機械研磨法制備了草酸鋅,再將硫脲加入到草酸鋅中機械研磨生成了雙硫脲草酸鋅,采用提拉法,干燥制得S-ZnO/Ni光電極。以其為陽極,碳納米管空氣陰極為對電極,光電催化降解真實制藥廢水,以COD和色度為參考指標,考察了外加偏壓、電解質(zhì)濃度、溶液起始pH及不同降解方法對降解制藥廢水的影響。對降解制藥廢水過程中,可能發(fā)生的陽極和陰極反應(yīng)及機理進行了推斷。
　　總之,光電催化技