負(fù)載型二氧化鈦光陽(yáng)極光電催化降解酸性紅B.pdf

1、本文采用溶膠．凝膠法，以泡沫鎳片為載體，制備了負(fù)載型的半導(dǎo)體二氧化鈦光催化劑，并對(duì)其進(jìn)行了XRD、SEM等表征。以制備的負(fù)載型光催化劑為工作電極，鉑電極為對(duì)電極，飽和甘汞電極為參比電極，主波長(zhǎng)為253.5nm的紫外燈(9W)為光源，設(shè)計(jì)并制作了適合實(shí)驗(yàn)室研究工作的光電催化降解反應(yīng)裝置。選擇具有代表性的染料酸性紅B為降解對(duì)象，在光電催化降解反應(yīng)裝置內(nèi)對(duì)其進(jìn)行了光催化、光電催化降解反應(yīng)的研究，探討了影響降解速率的一些因素，如外加電壓、反應(yīng)溫

2、度、溶液pn值、催化劑摻雜鉑等。 通過(guò)利用721-分光光度計(jì)測(cè)定目標(biāo)物降解過(guò)程的吸光度以考察降解效率；以COD消解裝置、吸光度法測(cè)定反應(yīng)過(guò)程COD的降解情況：采用紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)對(duì)降解溶液進(jìn)行中間過(guò)程的掃描，以觀察降解反應(yīng)性能；采用平面波贗勢(shì)(PWPP)方法進(jìn)行密度泛函(DFT)總能量計(jì)算，模擬計(jì)算Pt(IV)摻雜對(duì)TiO<,2>光催化晶體結(jié)構(gòu)的影響。 結(jié)論如下： 通過(guò)XRD表征，制得的薄膜電極中的二氧化鈦

3、主要是銳鈦礦晶型，具有良好的催化活性，可以有效地降解水溶液中的酸性紅B。泡沫鎳導(dǎo)電性能良好，是光催化劑的良好載體。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在室溫(29℃)條件下，外加電極電位+0.05V、溶液初始pH值4.0時(shí)紫外光照120分鐘，水溶液中的酸性紅B降解率可達(dá)85.5％，其COD去除率也達(dá)84％。 催化劑摻雜一定的鉑可以提高其催化活性，催化劑摻3％Pt(IV)，在外加電極電位+0.05V，溶液pH值4.0時(shí)紫外光照60min可以使酸

4、性紅B達(dá)到98％的降解率，COD去除率達(dá)到94％。 由降解前后溶液的紫外一可見(jiàn)光譜掃描表明ARB得到了破壞，基本分解成小分子物質(zhì)。 通過(guò)改變反應(yīng)溫度進(jìn)行動(dòng)力學(xué)研究，結(jié)果表明，該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，其活化能為32.75kJ/mol。通過(guò)平面波贗勢(shì)(PWPP)方法進(jìn)行密度泛函(DFT)總能量計(jì)算，對(duì)Pt(IV)摻雜催化劑的的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，計(jì)算結(jié)果表明，Pt(Iv)摻雜銳鈦礦TiO<,2>晶體后禁帶(Eg)變小，TiO<,2>