Photoelectrocatalytic degradation of Rose Bengal

An innovative photoelectrode, TiO2/T1 mesh electrode, was prepared by galvanostaticanodisation. The morphology and the crystalline texture of the TiO2 film on mesh electrode were examined by scanning electronic microscopy and Raman spectroscopy respectively. The examination results indicated that the structure and properties of the film depended on anodisation rate, and the anatase was the dominant component under the controlled experimental conditions. Degradation of Rose Bengal (RB) in photocatalytic (PC) and photoelectrocatalytic (PEC) reaction was investigated, the results demonstrated that electric biasing could improve the efficiency of photecatalytic reaction. The measurement results of TOC in photoelectrocatalytic degradation showed that the mineralisation of RB was complete relatively. The comparison between the degradation efficiency of RB in PEC process and that in aqueous TiO2 dispersion was conducted. The results showed that the apparent first-order rate constant of RB degradation in PEC process was larger than that in aqueous dispersion with 0.1%--0.3% TiO2 powder, but was smaller than that in aaueaus disverslon with 1.0% TiO2.     

Preparation of TiO_2/Ti mesh photoelectrode and properties

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＭｕｃｈｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆＴｉＯ2 ｐｒｏｖｉｄｅｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｒｇａｎｉｃｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓｉｎｗａｔｅｒ(Ａｎｄｊｅｌｋａ ,2 0 0 0 ;Ｆｕｊｉｓｈｉｍａ ,1972 ;Ｈｉｄａｋａ ,1992 ;Ｋｅｓｓｅｌｍａｎ ,1997) .Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｔｈａｔｔｈｅｒｅｃｏｖ…     

新型光电催化反应器的设计及其反应动力学

研制了一种新型的光电催化反应器,并对PEG-2000模拟废水进行了降解动力学研究。结果表明,电解、光催化、光电催化去除0.5 g/L的PEG-2000模拟废水中COD为零级反应,从动力学角度来看,光电协同作用明显;在不同的外加偏压、初始pH值、曝气量和光强条件下,反应符合零级动力学规律;不同初始浓度PEG-2000模拟废水的光电催化反应具有不同的反应级数,高浓度时,此光电催化体系符合零级反应动力学规律,低浓度时,光电催化氧化符合一级反应动力学规律。     

响应面法分析Ti/TiO2电极光电催化富里酸的过程

利用响应面分析法对影响Ti/TiO2电极光电催化降解富里酸的主要因素进行了探讨.通过Design-Expert 5软件可得到1个二次响应曲面模型.结果表明,最佳的pH值、K2S2O8投加量和偏电压分别为3.8、88.40mg/L、0.88V,此时富里酸的去除率达到最大(57.06%).方差分析表明,模型具有较高的回归率(R2=97.54%),与实验结果吻合程度较高.     

石墨烯修饰的二氧化钛纳米管电极光电催化去除铜氰络合物研究

首先采用阳极氧化法制备了二氧化钛纳米管电极,进一步通过电化学循环伏安法制备了石墨烯(GO)修饰的二氧化钛纳米管电极.同时,采用SEM对电极的形貌进行了表征分析.光电化学测试分析结果表明,石墨烯修饰二氧化钛纳米管电极的电极光电响应性能得到了提高.最后,采用制备的电极为光阳极,通过光电催化氧化方法对铜氰络合物进行了去除研究.结果表明:在电压为2.0 V的条件下,采用二氧化钛纳米管电极,反应120 min后,剩余总氰的含量及铜的回收率分别为4.0%和96.3%;采用石墨烯修饰的二氧化钛纳米管,反应60 min后,剩余总氰的含量及Cu的回收率分别为0.3%和99%.可以看出,经石墨烯修饰的二氧化钛纳米管显示出了较好的光电催化去除铜氰络合物的效果.     

光电催化氧化法降解藻毒素MCLR

使用DSA阳极,对光电催化氧化降解藻毒素MCLR的效能及其影响因素进行了研究。结果表明,电极表面的TiO2在光催化氧化降解MCLR的过程中发挥了明显的光催化作用。在光降解、电催化氧化、光催化氧化和光电催化氧化4个过程中,光电催化氧化对MCLR和TOC的去除率最高,分别可达100%和13%,并且光电催化氧化的去除率大于光催化氧化和电催化氧化之和,表明后两者的耦合过程产生了一定的协同作用。辐照光源和电流密度存在最佳匹配条件,分别为UVC辐照、电流密度10 mA/cm2和UVA辐照、电流密度1.0 mA/cm2,此条件下光电协同作用最显著。在光电催化氧化过程中,随极板间距增大而出现的去除率下降取决于电催化过程,而不是光催化过程;光电催化氧化MCLR的去除率随其初始浓度增加而减小。     

TiO_2纳米管阵列的改性及其光电催化性能的研究进展

阐述了目前国内外对TiO2纳米管阵列改性的方法,分析了各种改性方法存在的优点和缺陷。系统归纳了TiO2纳米管阵列光电催化性能的影响因素,包括TiO2纳米管阵列的形貌、晶型结构、外加偏电压、光源与辐照度、溶液p H、待降解物质量浓度、TiO2纳米管阵列电极面积等。指出了目前存在的问题及今后的研究方向。     

K2S2O8强化g-C3N4薄膜电极光电催化降解Cu(CN)32-并同步回收Cu

采用高温液相生长法制得g-C_3N_4薄膜电极并作为光阳极,以石墨毡作为阴极,建立了光电催化系统.通过对比光电催化体系、K_2S_2O_8体系以及外加K_2S_2O_8到光电催化体系,发现在光电催化系统下外加K_2S_2O_8可以有效地提高光电催化降解Cu(CN)_3~(2-)的效率,并实现了Cu在阴极上的有效回收.探究了K_2S_2O_8投加量对CN-降解率和Cu回收率的影响,发现当K_2S_2O_8浓度为1 mmol·L~(-1),偏压为1.0 V时,CN-的去除率和Cu回收率分别达到86.23%和82.11%.通过SEM、EDS和XPS分析阴阳极表面形貌,发现部分Cu+被氧化以CuO的形式存在于沉淀和阳极表面,大部分铜离子通过电化学还原作用以单质铜的形式沉积于阴极表面,铜离子有效地从体系中去除.电子顺磁共振及淬灭实验分析表明,CN-的氧化去除是硫酸根自由基(SO·-4)氧化和非自由基氧化共同作用.     

水处理光电催化反应器内部结构优化布设机理探讨

光电催化(PEC)反应器内部结构的优化布设对水中污染物的降解效率至关重要.本文采用氧化还原法制备了一种蓝色TiO_2纳米管阵列电极板,探究了PEC反应器内各布设因素对亚甲基蓝(MB)降解效果的影响.结果表明,阳极板与光源中心距离的减小、阳极板旋转角度的减小及阳极板数量的增加均会导致MB降解速率的加快.进一步分析表明,各布设因素对MB的降解影响均可归因为紫外(UV)辐照强度.MB的PEC降解速率与阳极板表面UV辐照强度呈线性正相关,其线性拟合公式的斜率(0.00219)和截距(0.0049)分别反映了UV光子应用于阳极催化氧化和直接光降解MB的相对效果,揭示了各反应对MB降解速率的贡献.此外,不同内径(64、72和80 mm)的PEC反应器对比结果表明,反应器内径越小,MB降解速率越快,但内径为80 mm的反应器降解MB的单位电能消耗(E_(EO))最低(17.24 kWh·m~(-3)·order~(-1)).最后,量化分析了不同内径反应器中阳极催化氧化和直接光降解对MB降解速率的贡献,为PEC反应器的优化设计提供了重要参考.     

Kinetics of photoelectrocatalytic degradation of humic acid using B2O3·TiO2/Ti photoelectrode

An innovative photoelectrode, B₂O₃·TiO₂/Ti electrode, was prepared by galvanostaticanodisation. The morphology and crystalline texture of the B₂O₃·TiO₂ film on electrode were examined by acomic force microscopy (AFM) and X-ray diffraction respectively. The examination results indicated that the anatase was the dominant component. The kinetics of photoelectrocatalytic(PEC) degradation of humic acid(HA) was investigated; the results demonstrated that effects from strongness to weakness on the photoelectrocatalytic degraded rate of humic acid: power of UV-lamp, area of TiO₂ film, bias, original concentration of humic acid solution. The optimum conditions were power of UV-lamp 125 W, area of TiO2 film 42.0 cm² , bias 1.4 V, original concentration of humic acid solution 5 mg/L in this PEC reaction system.