CdSe薄膜電極改性及其光電催化性能研究.pdf

1、光電催化氧化技術(shù)的研究中最常用的催化劑是TiO2,但由于其禁帶寬度較寬,只能吸收波長較短的紫外光,對自然光響應(yīng)波長范圍窄,而使其催化活性不高。CdSe光催化劑由于所需入射光的波長范圍較廣,為解決提高太陽光利用效率的問題提供了一條新的途徑。本論文首先采用循環(huán)伏安電沉積技術(shù)制備了CdSe薄膜電極,將其應(yīng)用于可見光光電催化降解農(nóng)藥模擬廢水；其次通過脈沖電流法制備了Co-CdSe薄膜電極,研究了該薄膜電極光電催化降解苯胺類及苯酚類有機廢水的能力

2、。具體內(nèi)容包括：
　　(1) CdSe及Co摻雜CdSe薄膜電極的制備及電學性能以ITO(氧化錫銦)導電玻璃為基底,通過循環(huán)伏安電沉積技術(shù)制備了CdSe薄膜電極,通過考察電極的開路電壓和短路電流,確定了鍍膜的最佳工藝條件：pH 1.75、掃描周期為17周、掃描速度為0.07V/s、掃描范圍為-0.2～-1.7V,并通過掃描電鏡、透射電鏡、能譜分析等對所制備的薄膜材料進行表征。結(jié)果表明所制備的薄膜材料在基底上的附著程度較好,CdSe

3、顆粒為橢圓形,粒徑在0～50nm,大小較為均一。能譜分析表明硒原子和鎘原子的比例接近1：1。通過脈沖電流沉積法在ITO導電玻璃上制備了Co摻雜CdSe薄膜電極,最佳工藝條件為：Co的摻雜量為0.5×10-3 mo/L、pH 1.5、沉積時間和間歇時間的比值為1s：3s、循環(huán)次數(shù)為600次、所加電壓為-1.3V,并通過在不同基底上(ITO導電玻璃、鎳板、不銹鋼板、銅板)沉積Co摻雜的CdSe薄膜,考察其交流阻抗譜,發(fā)現(xiàn)以鎳板為基底的Co摻

4、雜CdSe薄膜電極具有最小的阻抗圓環(huán)半徑和最好的光電化學性能。
　　(2) CdSe薄膜電極的光電催化性能以ITO導電玻璃上利用循環(huán)伏安電沉積技術(shù)制備的CdSe薄膜電極為工作電極,鉑電極為對電極,飽和甘汞電極為參比電極構(gòu)成三電極光電催化反應(yīng)體系,分別對水胺硫磷、吡蟲啉和高效氯氰菊酯進行光電催化降解實驗。實驗條件為初始濃度20mg/L的水胺硫磷及吡蟲啉、40mg/L的高效氯氰菊酯各100mL,支持電解質(zhì)NaCl濃度為0.1mol/L

5、,施加0.6V陽極偏壓,采用150W鹵鎢燈照射3h,降解率分別為73.6％、39.7%和61.8％。
　　(3)Co摻雜CdSe薄膜電極的光電催化性能以ITO導電玻璃上Co摻雜CdSe薄膜電極為工作電極,鉑電極為對電極,飽和甘汞電極為參比電極構(gòu)成三電極光電催化反應(yīng)體系,對二硝基苯胺及對硝基苯酚模擬廢水進行光電催化降解。實驗條件為初始濃度20mg/L的二硝基苯胺及對硝基苯酚各100mL,支持電解質(zhì)Na2SO4濃度為0.1mol/L,

6、施加0.6 V陽極偏壓,采用150W鹵鎢燈照射。結(jié)果表明：降解6h后,二硝基苯胺的降解率達25.5%,對硝基苯酚的降解率達25.9%。將不同基底上(ITO導電玻璃、鎳板、不銹鋼板、銅板)沉積的Co摻雜CdSe薄膜電極用于以上兩種有機廢水的光電催化降解,降解6h后發(fā)現(xiàn)鎳板上沉積的Co-CdSe薄膜電極降解率最高,二硝基苯胺的降解率為52.8%,對硝基苯酚的降解率達到81.1%,說明以鎳板為基底的Co-CdSe薄膜電極在光電催化降解苯胺類有