TiO2-AC-PTFE光阳极的制备及光电催化降解苯酚

采用溶胶-凝胶法制备载钛活性炭,研究了钛酸丁酯、无水乙醇、去离子水、硝酸和活性炭的用量以及热处理温度对载钛活性炭的吸附性能和光催化性能的影响,优化载钛活性炭的制备条件,用载钛活性炭制备光阳极,以苯酚为目标污染物研究了光阳极的吸附性能、在紫外光照射下的光催化氧化性能、阳极电氧化性能和光电组合氧化性能.发现光阳极良好的吸附性能可以大幅度地提高苯酚的总去除率,光电组合氧化有明显的协同作用且宜在酸性条件下进行.     

稀土Gd掺杂SnSb多组份涂层电极制备的实验研究

采用溶胶 凝胶技术 ,以无机盐SnCl4·5H2 O ,Sb2 O3 ,Gd2 O3 为前驱体 ,制备稀土Gd掺杂Sn ,Sb溶胶 ,以钛电极为基材制备Sn ,Sb ,Gd多组分的涂层电极 .考察了不同热处理温度、不同稀土掺杂量下制备的电极 ,以苯酚为目标有机物的电化学降解特性 ,并对稀土Gd掺杂SnSb涂层电极进行了SEM ,XPS等表征 ,结果表明 :在热处理温度为 70 0℃、稀土掺杂量 (原子质量比 )为 :Sn∶Sb∶Gd =10 0∶6∶1的电极降解效果最好 ;稀土Gd掺杂有利于SnSb金属氧化物涂层电极的电催化性能的提高     

新型双槽光电化学反应器对活性艳红的降解研究

用热氧化法制备了TiO2/Ti薄膜电极,并用XRD和AFM对TiO2/Ti薄膜电极的晶形和表面形貌进行了表征。结果表明：热氧化法制备的TiO2主要为锐钛型纳米颗粒,直径在40 nm左右。设计了一种新型双槽光电化学反应器,用于废水的处理。以热氧化法制备的TiO2/Ti薄膜电极为阳极进行光电催化反应,同时以石墨电极为阴极用于产生双氧水,并与紫外光组成UV/H2O2体系。考察了双槽反应器中活性艳红X-3B在不同条件下的降解效果。降解结果表明：在新型反应器的阴阳两极槽中,活性艳红不仅在TiO2/Ti阳极槽中被降解,而且在石墨阴极槽中也得到降解;活性艳红在酸性条件下的降解效果最好;相对于单纯的电化学氧化和光催化,光电化学协同作用对X-3B的降解效果最好。     

锰离子非均匀掺杂TiO2薄膜电极光电催化测定COD

COD是水体质量评价的一个重要指标,目前对于COD测定方法主要是高锰酸钾法和重铬酸钾法,这些方法的测定工艺相对繁杂.本文采用溶胶-凝胶法分步控制工艺制备锰离子非均匀掺杂二氧化钛的薄膜电极,并用该薄膜作为光电催化电极测定COD.在三电极体系中,比较该薄膜电极与纯二氧化钛薄膜电极对于氧化丁二酸、乙醇、邻苯二甲酸氢钾、α-D-葡萄糖四种有机物的影响.实验结果表明:三电极体系中电子转移的电量与有机物完全矿化所需的化学需氧量(COD)有着内在的关系.在相同的条件下,锰离子非均匀掺杂二氧化钛的薄膜氧化降解丁二酸、乙醇、邻苯二甲酸氢钾、α-D-葡萄糖的速率大于纯二氧化钛薄膜.进一步结合线性扫描伏安(LSV)、阻抗谱等光电化学表征,从锰离子非均匀掺杂引起二氧化钛薄膜光生空穴-电子分离,初步分析了其光电催化活性提高的机理.     

TiO2固定薄膜光催化剂的制备与表征

以钛板为基材,制备TiO2固定薄膜光催化剂.X射线衍射法表征结果表明,TiO2半导体光催化剂主要呈锐钛矿晶型,平均晶粒尺度为35.7nm.电子扫描显微镜法表征结果显示,光催化剂表面形态均匀、致密,TiO2与Ti板结合紧密、牢固.电化学法表征结果显示,光催化剂为n型半导体,外加电场将极大地促进光生电子和空穴的分离,有利于光催化氧化技术效率的提高.苯甲酰胺降解试验表明,外加电场对光催化氧化技术具有较强的辅助作用,电助光催化氧化技术的处理效率远远高于光催化氧化技术,当施加的电极电位为-0.05V(SCE)时,苯甲酰胺在120min时的去除率可达95%.     

制备钙钛矿催化剂LaNiO3用于染料废水的降解脱色

为改善普通石墨电极的电催化性能,将以溶胶-凝胶法合成的钙钛矿氧化物LaNiO3混合其它原料做成气体扩散电极,用于电化学降解活性艳红X-3B,以脱色率来考核催化剂的氧还原活性.采用星点设计-效应面曲线法对催化剂制备工艺进行了优化,得出最佳工艺参数为:柠檬酸含量为金属离子物质的量的1.54倍,pH值为9.94,焙烧温度为824.39℃.采用X射线衍射(XRD)、动电位扫描等检测分析方法对所制备的催化剂进行表征和分析.结果表明,制备的催化剂晶相纯净、晶型完整、衍射峰强度较高,是较完整的钙钛矿结构;相比于普通石墨电极,掺杂催化剂的气体扩散电极极化阻力高,氧还原性能良好,有利于有机物的降解.     

钛基SnO_2、Cr_2O_3、SnO_2/Co催化电极的制备和性能比较

以涂覆热分解法制备的DSA阳极(Ti/SnO2,Ti/Cr2O3,Ti/Co/SnO2),表面晶体颗粒饱满,分布均匀致密,覆盖度好,裂缝较少,催化活化性能明显增加;电极寿命和未经过涂覆的钛基体相比也有显著提高.NH4-N和COD去除率提高了20%—40%.电极寿命与未经过涂覆的钛基体相比提高到50%—119.2%.Ti/SnO2电极的COD去除效率较高,Ti/Cr2O3电极的NH4-N去除效率较高。     

天然有机物对水中氧化石墨烯凝聚的影响

在比较不同片径氧化石墨烯(graphene oxide, GO)稳定性的基础上,研究了3种典型天然有机物对水中GO凝聚的影响.结果表明,不同片径的GO在水中均呈现较强的电负性,小片径GO可更为稳定的分散.电解质加入可降低GO表面电位,诱发纳米颗粒间碰撞凝聚.水中GO的凝聚过程符合胶体稳定性(DLVO)理论,可分为扩散控制凝聚和反应控制凝聚两个不同阶段.Ca~(2+)可通过吸附电中和机制进一步降低GO表面电位,具有更强的促凝聚作用.天然有机物的存在可抑制GO的凝聚;与海藻酸钠相比,富里酸和腐殖酸易被GO吸附,抑制凝聚的能力更强.Ca~(2+)与腐殖酸间可发生配位桥连作用,形成尺寸较大的产物,强化GO凝聚的快速进行.不同天然有机物与GO和电解质间存在着复杂的相互作用关系,对水中GO凝聚的影响存在着较大的差异.     

Ti/Sb-SnO2功能电极的制备及电化学处理废水的性能

采用热分解法制备了Ti/Sb-SnO2电极,并用XRD、SEM对电极涂层进行表征.研究了涂层次数对于析氧过电位的影响,应用阳极快速寿命测试法测试了Ti/Sb-SnO2电极的使用寿命,通过极化曲线考察了电极的析氧过电位.采用该电极对甲基橙模拟废水进行了电化学降解实验,并考察此电极处理实际废水的效果.研究表明,随着涂层次数...     

β-Mo2C纳米管用于葡萄糖催化氧化及燃料电池的构建

采用水热法合成棒状MoO_3纳米材料作为合成β-Mo_2C纳米管的前驱体,然后通过辅助超声搅拌溶剂热法合成Mo-多巴胺复合物,最后通过程序升温处理得到β-Mo_2C纳米管材料.通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等技术对材料进行表征,并利用循环伏安法(CV)、方波脉冲伏安法(SWV)、线性扫描伏安法(LSV)等电化学方法研究了该材料对葡萄糖的催化氧化性能.实验结果表明,β-Mo_2C纳米管修饰电极阻抗小,传导电子的速率快,对葡萄糖的氧化具有很好的催化效果.利用β-Mo_2C纳米管构建的葡萄糖/O_2燃料电池的开路电位(OCP)为0.47 V,该燃料电池的最大电流密度3.0 mA·cm~(-2)、功率密度0.70 mW·cm~(-2).