氣體擴(kuò)散電極在光電催化氧化水中苯酚的應(yīng)用.pdf

1、本研究將氣體擴(kuò)散電極引入到光電催化氧化水中苯酚的系統(tǒng)中，力圖發(fā)揮鈦基二氧化鈦電極的光催化作用、氣體擴(kuò)散電極生成的過氧化氫對有機(jī)物的直接氧化作用以及兩電極的協(xié)同作用來氧化水中的有機(jī)污染物質(zhì)。 為此本文用熱壓法制備了氣體擴(kuò)散電極，并對其進(jìn)行了XRD、SEM表征。結(jié)果表明：以石墨、乙炔黑、活性炭、聚四氟乙烯構(gòu)成的氣體擴(kuò)散電極為多孔氣體電極。采用涂敷煅燒法制備了鈦基二氧化鈦電極并對其進(jìn)行了XRD表征，結(jié)果表明所制備的二氧化鈦薄膜的晶型為

2、銳鈦礦型。 過氧化氫不但可以直接氧化有機(jī)物，而且還是活性物種羥基自由基的來源。因此在進(jìn)行光電催化氧化苯酚研究之前本文首先以鈦基二氧化鈦電極為對電極(陽極)、以氣體擴(kuò)散電極為工作電極(陰極)組成兩電極電化學(xué)反應(yīng)體系，以蒸餾水為反應(yīng)液探尋了制備過氧化氫的較佳條件?？疾炝巳芤簆H值、氣體擴(kuò)散電極組成、氣體擴(kuò)散電極焙燒溫度、槽電壓、外加電解質(zhì)、不同催化劑、氣體擴(kuò)散電極載體等因素對過氧化氫產(chǎn)量的影響。并總結(jié)了制備過氧化氫過程中電流以及電流

3、效率隨時(shí)間的變化規(guī)律。在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了苯酚光電催化氧化的實(shí)驗(yàn)，利用365nm紫外燈做側(cè)光源、氣體擴(kuò)散電極做陰極、鈦基二氧化鈦電極做陽極構(gòu)成了兩電極光電催化反應(yīng)體系?？疾炝巳芤簆H值、二氧化鈦煅燒溫度、二氧化鈦負(fù)載量、不同陰極、氣體擴(kuò)散電極組成、氣體擴(kuò)散電極焙燒溫度、槽電壓等因素對苯酚氧化的影響，比較了吸附、光氧化、光催化、電催化、光電催化、銅電極作陰極的光電催化對苯酚氧化的影響，結(jié)果表明氣體擴(kuò)散電極做陰極的光電催化效果比較好，反

4、應(yīng)3小時(shí)后苯酚基本完全氧化。其反應(yīng)條件為：陽極是TiO2/Ti(二氧化鈦負(fù)載量為0.45克，工作面積3.6平方厘米)，陰極是由等質(zhì)量比混合(總質(zhì)量0.2克)的石墨粉、乙炔黑及0.05mL60％聚四氟乙烯(PTEF)組成，300℃焙燒30分鐘而制備的氣體擴(kuò)散電極(工作面積1.5平方厘米)，反應(yīng)液體積為50mL，反應(yīng)液pH值為3，槽電壓為2V。此外還測定了氣體擴(kuò)散電極做陰極的光電催化和電催化過程中溶液化學(xué)耗氧量(COD)的變化，實(shí)驗(yàn)表明光電