改性TiO2納米管光電極制備及可見光下光電催化性能研究.pdf

1、TiO2催化劑由于其成本低、無毒、活性高、無二次污染等優(yōu)點在環(huán)境保護領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用于去除難降解有機物。然而，其存在禁帶寬度過大(3.2eV)等缺陷，限制了其在污染治理中的應(yīng)用。通過對TiO2進行過渡金屬離子摻雜能夠有效減小其禁帶寬度，拓寬光譜響應(yīng)范圍。作為內(nèi)分泌干擾物的一種，壬基酚廣泛存在于洗滌劑、紡織、造紙等工業(yè)生產(chǎn)中，它能夠長期存在于自然界中，很難被生物降解，其降解一直是國內(nèi)外研究的熱點和難點。本文采用陽極氧化法制備了TiO2納米管

2、光電極，通過電沉積對其進行W摻雜改性，拓寬了其光譜響應(yīng)范圍，研究了W/TNT光電極對壬基酚的光電催化降解效果。
　　采用陽極氧化法制備了TiO2納米管（TNT）光電極?？疾炝酥苽潆妷?、時間、煅燒溫度等條件對TNT陣列的表面形貌和結(jié)構(gòu)的影響，利用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）、能量散射X射線能譜（EDX）等手段對光電極進行了表征。以羅丹明B為目標污染物，考察了不同制備條件對TNT光電極在可見光下的光催化性能的影響。結(jié)

3、果表明，通過調(diào)節(jié)陽極氧化過程中的參數(shù)可以實現(xiàn)對不同尺寸和結(jié)構(gòu)的TNT光電極的可控制備。
　　采用電化學(xué)沉積的方法，以TNT陣列光電極為基體，制備了W摻雜的TiO2納米管陣列光電極。優(yōu)化了W/TNT光電極的最佳摻雜條件，考察了W/TNT光電極的光催化性能。結(jié)果表明，光電極的最佳制備條件為：沉積電壓為3V、電極間距為1cm、沉積液(NH4)2WO4濃度為1.0g/L、沉積時間為10min、煅燒處理溫度為550℃。
　　W/TNT

4、光電極的表征結(jié)果顯示W(wǎng)的摻雜會抑制銳鈦礦相TiO2晶粒的生長以及晶相轉(zhuǎn)變過程；XPS圖譜分析表明W元素通過摻雜進入到了TiO2晶格內(nèi)部形成W-Ti-O鍵；WTNT光電極對可見光的光譜響應(yīng)范圍發(fā)生紅移；改性與未改性TiO2納米管光電極對羅丹明B的降解效果表明，相對于未摻雜的TNT光電極，W/TNT光電極對羅丹明B的降解效果更優(yōu)，摻雜后的光電極具有更佳的光（電）催化活性。
　　采用W/TNT光電極在可見光下對內(nèi)分泌干擾物壬基酚進行光電

5、催化降解，考察了壬基酚光電催化降解過程中的影響因素，研究了該過程中壬基酚的礦化過程。結(jié)果表明，pH值在中性條件下，光電極對壬基酚的光電催化降解效果最佳；隨著反應(yīng)中壬基酚初始濃度增加，W/TNT光電極對壬基酚的降解效率逐漸下降；隨著外加偏壓的增加，壬基酚的光電催化降解效率逐漸增大，而外加偏壓高于2.0V時，進一步增加電壓反而不利于壬基酚的降解；催化劑面積的增大，有利于光電極對壬基酚光電催化降解效果的提高。
　　在壬基酚光電催化反應(yīng)過