氣體擴(kuò)散電極在光電催化氧化水中苯酚的應(yīng)用.pdf

1、本研究將氣體擴(kuò)散電極引入到光電催化氧化水中苯酚的系統(tǒng)中，力圖發(fā)揮鈦基二氧化鈦電極的光催化作用、氣體擴(kuò)散電極生成的過(guò)氧化氫對(duì)有機(jī)物的直接氧化作用以及兩電極的協(xié)同作用來(lái)氧化水中的有機(jī)污染物質(zhì)。 為此本文用熱壓法制備了氣體擴(kuò)散電極，并對(duì)其進(jìn)行了XRD、SEM表征。結(jié)果表明：以石墨、乙炔黑、活性炭、聚四氟乙烯構(gòu)成的氣體擴(kuò)散電極為多孔氣體電極。采用涂敷煅燒法制備了鈦基二氧化鈦電極并對(duì)其進(jìn)行了XRD表征，結(jié)果表明所制備的二氧化鈦薄膜的晶型為

2、銳鈦礦型。 過(guò)氧化氫不但可以直接氧化有機(jī)物，而且還是活性物種羥基自由基的來(lái)源。因此在進(jìn)行光電催化氧化苯酚研究之前本文首先以鈦基二氧化鈦電極為對(duì)電極(陽(yáng)極)、以氣體擴(kuò)散電極為工作電極(陰極)組成兩電極電化學(xué)反應(yīng)體系，以蒸餾水為反應(yīng)液探尋了制備過(guò)氧化氫的較佳條件。考察了溶液pH值、氣體擴(kuò)散電極組成、氣體擴(kuò)散電極焙燒溫度、槽電壓、外加電解質(zhì)、不同催化劑、氣體擴(kuò)散電極載體等因素對(duì)過(guò)氧化氫產(chǎn)量的影響。并總結(jié)了制備過(guò)氧化氫過(guò)程中電流以及電流

3、效率隨時(shí)間的變化規(guī)律。在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了苯酚光電催化氧化的實(shí)驗(yàn)，利用365nm紫外燈做側(cè)光源、氣體擴(kuò)散電極做陰極、鈦基二氧化鈦電極做陽(yáng)極構(gòu)成了兩電極光電催化反應(yīng)體系。考察了溶液pH值、二氧化鈦煅燒溫度、二氧化鈦負(fù)載量、不同陰極、氣體擴(kuò)散電極組成、氣體擴(kuò)散電極焙燒溫度、槽電壓等因素對(duì)苯酚氧化的影響，比較了吸附、光氧化、光催化、電催化、光電催化、銅電極作陰極的光電催化對(duì)苯酚氧化的影響，結(jié)果表明氣體擴(kuò)散電極做陰極的光電催化效果比較好，反

4、應(yīng)3小時(shí)后苯酚基本完全氧化。其反應(yīng)條件為：陽(yáng)極是TiO2/Ti(二氧化鈦負(fù)載量為0.45克，工作面積3.6平方厘米)，陰極是由等質(zhì)量比混合(總質(zhì)量0.2克)的石墨粉、乙炔黑及0.05mL60％聚四氟乙烯(PTEF)組成，300℃焙燒30分鐘而制備的氣體擴(kuò)散電極(工作面積1.5平方厘米)，反應(yīng)液體積為50mL，反應(yīng)液pH值為3，槽電壓為2V。此外還測(cè)定了氣體擴(kuò)散電極做陰極的光電催化和電催化過(guò)程中溶液化學(xué)耗氧量(COD)的變化，實(shí)驗(yàn)表明光電