納米TiO-,2-管陣列材料的制備及其在光聲電協(xié)同作用下的污染物降解研究.pdf

1、眾所周知，水是非常寶貴的自然資源，是人類生活必不可少的物質(zhì)。世界工業(yè)的迅速發(fā)展和人口的不斷增加，導(dǎo)致人類對水的需求與日俱增。與此同時(shí)，人類本已有限的水資源受到日益嚴(yán)重的污染，水環(huán)境污染日益威脅到人類的生存與發(fā)展。光催化技術(shù)作為高效、應(yīng)用范圍廣泛、無二次污染的水處理技術(shù)日益受到廣泛的關(guān)注。 本文用陽極氧化法制備牢固結(jié)合在Ti金屬箔片上的納米ZiO2管陣列薄膜，并通過掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、激光拉曼光譜儀等對

2、所制得的樣品進(jìn)行了表征。考察了外加電壓、電解液pH值、反應(yīng)時(shí)間和煅燒溫度對納米TiO2管陣列形貌和晶型的影響。 當(dāng)外加電壓為20V、電解液pH為4.5～5時(shí)，反應(yīng)6 h后，可以得到管徑90 nm、管長(膜厚)1.8μm的管陣列材料。將該類型樣品在400℃下煅燒2 h后可以得到銳鈦礦型的TiO2管陣列薄膜，以之為固定型光催化劑，將電場和超聲輻照引入降解體系中，形成光聲電結(jié)合的降解裝置。 以亞甲基藍(lán)為模擬污染物，考察了自制裝

3、置在光催化、電催化、超聲降解、聲催化、光電、光聲、聲電以及光聲電協(xié)同情況下的降解效果。研究了外加電壓、超聲頻率和功率等工作參數(shù)對降解效果的影響。結(jié)果表明：在超聲降解過程中，超聲空化起到熱解和制造活性自由基的作用，可以直接降解有機(jī)物。陽極偏壓和超聲頻率在考察范圍內(nèi)都存在一個(gè)最佳值，陽極偏壓為+1.4 V，超聲頻率為27 kHz，此時(shí)可以使得多能場協(xié)同效率達(dá)到最大，同時(shí)，超聲頻率為27kHz時(shí)，超聲降解與聲催化的降解率也達(dá)到最大，超聲空化作

4、用不僅決定了直接降解有機(jī)物的效果，也決定了TiO2的激發(fā)強(qiáng)度，決定了聲催化的降解效果。而在聲電與光聲電協(xié)同降解中，陽極偏壓的引入降低了降解效率。使聲電協(xié)同的降解率比相同超聲條件下的聲催化降解率有所降低；使光聲電協(xié)同的降解率比相同超聲、光照條件下的光聲協(xié)同降解率有所降低。 以苯酚為模擬污染物，簡單考察了電場引入后聲電協(xié)同與光聲電協(xié)同降解率下降的原因。結(jié)果顯示，無C1-的苯酚降解體系中陽極偏壓的加入并沒有降低降解率。因此，亞甲基藍(lán)溶