Ni摻雜TiO2薄膜電極的光電性能及其對抗生素的降解研究.pdf

1、本文采用液相沉積法在Ti及ITO基底上采用不同摻雜方法制備了不同濃度(0.1wt.％～0.9%wt.%)Ni摻雜TiO2薄膜,并通過光電流響應(CV)、交流阻抗(EIS)、肖特基曲線(MS)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)、X-射線衍射(XRD)等現(xiàn)代物理化學手段表征了薄膜的結(jié)構形貌和電化學性能,并考察了不同基底不同Ni摻雜方法及濃度對Ni-TiO2薄膜電極電化學性能的影響。結(jié)果表明:Ni-TiO2薄膜與基底結(jié)合牢固,分布均勻;所制

2、備樣品主要為銳鈦礦晶型;Ni離子摻雜極大地提高了TiO2薄膜電極的電催化和光電催化性能;相比ITO基底,Ti基底膜電極表現(xiàn)了更好的電化學性能;Ni離子采用一次沉積的摻雜方法更佳,最佳摻雜濃度為0.7wt.%。
　　在論文的第二部分和第三部分中,分別以磺胺甲惡唑(SMZ)和環(huán)丙沙星(CF)為目標物,研究了0.7wt.%Ni-TiO2薄膜電極對這兩種抗生素的光電催化降解特性。實驗結(jié)果表明,薄膜電極對SMZ、CF的光電催化降解率高于光催

3、化降解率和電化學降解率之和,表現(xiàn)出一定的光電協(xié)同作用,且光電催化降解過程符合一級反應動力學模型。并對污染物初始濃度、外加陽極偏壓、溶液pH值、支持電解質(zhì)濃度、溶解氧等影響因素進行了優(yōu)化。在最優(yōu)化條件下,1小時內(nèi)SMZ和CF光電催化降解率都達到了75%以上,COD去除率達到55%以上。同時對兩種污染物光電催化降解的機理進行了初步探討:首先,在紫外光和羥基自由基的共同作用下,SMZ和CF羥基化,SMZ苯環(huán)和異惡唑環(huán)斷裂,CF哌嗪環(huán)和苯環(huán)斷裂