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(yáng)極，陽(yáng)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(biāo)降解物為亞甲基藍(lán)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(guò)熱處理得到，TiO2/GAC和TiO2/γ-Al

2、2O3。 通過(guò)考察三維粒子電極光電催化降解亞甲基藍(lán)模擬染料廢水的影響因素，包括粒子電極煅燒溫度、負(fù)載膜層數(shù)、粒子配比、電源電壓、亞甲基藍(lán)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(dá)到75.32％，實(shí)驗(yàn)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(qiáng)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(gè)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(duì)TiO2/GAC 粒子進(jìn)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(zhǎng)，能夠提高催化劑的光電催化活性，實(shí)驗(yàn)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(dá)到60.

4、39％。實(shí)驗(yàn)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(jìn)了該反應(yīng)體系對(duì)亞甲基藍(lán)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(qiáng)鐵屑的電催化作用，二者有機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)光電催化的協(xié)同作用，同時(shí)，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(jìn)而加速了有機(jī)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(dá)到76.17％。與第二個(gè)體系相比較，填充物質(zhì)極其類似，反應(yīng)也比較類似，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由于負(fù)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(gè)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(dá)到72.48％。實(shí)驗(yàn)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(gè)體系比較最后得出結(jié)論，