納米二氧化鈦光催化氧化的研究與應用.pdf

1、隨著全球工業(yè)化進程的加速發(fā)展,能源短缺和環(huán)境惡化的問題日益受到各國政府的關注。許多環(huán)境、化學以及生物領域的科技工作者都在致力于如何減輕、去除和避免環(huán)境污染的研究。納米材料在該領域的應用越來越受到人們的重視,其中納米TiO2的光催化氧化技術因其具有能耗低、反應條件溫和、操作簡便、可減少二次污染等突出優(yōu)點而備受關注,已經廣泛用于氧化水中的有機污染物。光催化氧化技術的應用還涉及到消毒、滅菌、除臭、致癌等領域。
　　本文以導電玻璃為基體材

2、料,利用溶膠-凝膠法和浸漬-提拉技術成功地制備了具有光催化活性的納米TiO2薄膜,并對其光電催化氧化的特性和應用進行了研究,獲得較滿意結果。本文具體工作如下:
　　1.光電催化法研究納米TiO2薄膜對葡萄糖的吸附行為
　　采用浸漬-提拉法制備了TiO2薄膜電極,并以此為工作電極,建立了三電極光電催化體系。通過葡萄糖的降解實驗,考察了光照強度、pH值等因素對光催化性能的影響。研究表明,葡萄糖在TiO2表面的吸附遵循Langmu

3、ir等溫吸附模型,其吸附平衡常數(shù)K=6.43×104(mol·L-1)-1,為進一步研究TiO2對有機物的光電催化反應提供了一定的理論依據(jù)。
　　2.電化學輔助納米TiO2光催化降解糖的研究
　　以浸漬提拉法制得的TiO2薄膜電極為工作電極,建立了三電極的電助光催化體系。選擇蔗糖、葡萄糖、果糖三種糖作為降解對象,進行光催化研究。用毛細管電泳安培檢測法對糖的降解情況進行檢測。實驗結果表明:外加偏電壓可抑制光生電子-空穴的復合,

4、提高TiO2的光催化效率,三種糖在短時間內發(fā)生明顯的降解。
　　3.納米TiO2光電催化氧化法測定水中的COD
　　以自制的納米TiO2薄膜電極為工作電極,利用納米TiO2光電催化氧化法在自型設計的薄層微型反應器內測定水中的COD,具有快速、準確、無二次污染的特點。考察了施加的偏電壓、pH值、光照強度、支持電解質濃度對光電催化法測定COD的影響。最后,在上述優(yōu)化條件的基礎上進行了重現(xiàn)性實驗和實際樣品的測定。COD為0～300

5、mg/L時與Qn有良好的線性關系,相關系數(shù)R=0.998,檢出限為0.56mg/L,為新型在線自動COD測定儀的研制提供了很好的理論基礎。
　　4.基于納米Cu/TiO2修飾的FTO電極的光電催化氧化法檢測純牛奶中的三聚氰胺含量
　　基于納米TiO2的光電催化氧化特性,本文建立了利用光電催化氧化法檢測純牛奶中三聚氰胺含量的新方法。三聚氰胺吸附到 TiO2薄膜電極表面時,在紫外光的照射下產生的光電流比空白電極的大。這個電流差與