微弧氧化二氧化鈦光電催化研究.pdf

1、本文填裝具有光催化作用的粒子電極組成三維電極體系，微弧氧化二氧化鈦為三維電極體系的主電極陽極，陽極為微弧氧化5min的鈦基（鈦網(wǎng)）TiO2/Ti膜，陰極為同等面積的鈦網(wǎng)。以Na2SO4溶液為體系支持電解質(zhì)溶液，20W紫外燈（λ=253.7nm）為光電催化光源，目標降解物為亞甲基藍模擬染料廢水。三維電極體系中，粒子電極采用溶膠-凝膠制備方法，以鈦酸丁酯作鈦源、乙醇作溶劑、濃鹽酸作催化劑，經(jīng)過熱處理得到，TiO2/GAC和TiO2/γ-Al

2、2O3。 通過考察三維粒子電極光電催化降解亞甲基藍模擬染料廢水的影響因素，包括粒子電極煅燒溫度、負載膜層數(shù)、粒子配比、電源電壓、亞甲基藍溶液初始濃度、Na2SO4 電解質(zhì)溶液濃度、電極間距等，探討得出以下結(jié)論：
　　 （1）TiO2/GAC與GAC 混合粒子三維電極體系優(yōu)化條件因素后的三維電極體系，光電催化3h能夠達到75.32％，實驗結(jié)果表明，體系的主電極TiO2/Ti網(wǎng)與TiO2/GAC在紫外光的照射下均發(fā)生光催化作用，Ti

3、O2/GAC與GAC的吸附性能能夠大大增強其光催化作用，在外加電壓的作用下，體系發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，整個光催化與電催化協(xié)同作用使得光電催化作用效果明顯。另外，對TiO2/GAC 粒子進行了改性，摻雜了稀土元素并考察其光電催化活性，發(fā)現(xiàn)摻雜有利于抑制晶粒生長，能夠提高催化劑的光電催化活性，實驗表明摻雜銪（Eu）的催化效果最佳。 （2）球狀TiO2/γ-Al2O3與鐵屑混合粒子三維電極體系優(yōu)化條件因素后的三維電極體系，光電催化3h能夠達到60.

4、39％。實驗結(jié)果表明，球狀TiO2/γ-Al2O3與鐵屑粒子充當(dāng)?shù)谌姌O后，促進了該反應(yīng)體系對亞甲基藍的降解率，TiO2/γ-Al2O3粒子電極，具有光催化活性，與鐵屑組成的粒子組合，TiO2/γ-Al2O3充分發(fā)揮了TiO2的光催化作用，又充當(dāng)絕緣體增強鐵屑的電催化作用，二者有機結(jié)合實現(xiàn)光電催化的協(xié)同作用，同時，鐵屑內(nèi)電解的作用，使電極內(nèi)部發(fā)生Fenton 反應(yīng)，生成Fenton 試劑，進而加速了有機污染物的吸附及降解速度。
　

5、　 （3）顆粒TiO2/γ-Al2O3粒子與鐵屑三維光電體系優(yōu)化條件因素后的三維電極體系，光電催化3h能夠達到76.17％。與第二個體系相比較，填充物質(zhì)極其類似，反應(yīng)也比較類似，實驗結(jié)果表明，由于負載后的顆粒TiO2/γ-Al2O3比球狀TiO2/γ-Al2O3性質(zhì)有所改善，并且其粒徑與鐵屑粒徑相同，使得鐵屑與絕緣粒子充分混合，提高了三維電極的復(fù)極性光電催化效率，比第二個體系最后降解率有一定的提高。
　　 （4）顆粒TiO2/

6、γ-Al2O3粒子與GAC 三維光電體系優(yōu)化條件因素后的三維電極體系，光電催化3h能夠達到72.48％。實驗結(jié)果表明，該體系中GAC與顆粒TiO2/γ-Al2O3粒子吸附性能使得TiO2/γ-Al2O3充分發(fā)揮光催化作用，二者充分混合，共同構(gòu)成復(fù)極性三維電極體系，發(fā)揮電化學(xué)性能，TiO2/γ-Al2O3粒子的添加，增加了GAC的電催化作用，從而形成光電協(xié)同反應(yīng)體系，提高了該體系三維光電催化效率。
　　 四個體系比較最后得出結(jié)論，