基于薄层反应器的有机污染物光电催化氧化反应性能与机理

基于薄层反应器快速耗竭氧化特点,研究了典型环境内分泌干扰物双酚A在TiO2纳米管阵列电极上的光电催化氧化反应性能与反应机理.结果表明,薄层反应器中光电流、初始峰值电流、耗竭反应净电量和空白光电流等光电催化物理参数均能反映光电催化反应速率,并适用于催化反应的机制分析.峰值光电流与双酚A初始浓度拟合结果表明,双酚A在电极表...     

钛基TiO2纳米管阵列电极的光电催化性能

应用电化学阳极氧化法在纯Ti基底上制备高度有序的TiO2纳米管阵列,考察了Ti/TiO2光阳极的光电化学响应.以苯酚溶液为目标污染物,研究Ti/TiO2电极的光电催化性能,并与光催化性能进行比较.结果表明,该电极光电催化性能优于光催化性能.施加0.6 V电压时,光电催化性能最好.电化学阻抗谱分析显示,光电催化和光催化降解过程的速控步骤均为表面反应步骤,外加偏压减小了界面电荷转移阻抗,提高了光生载流子的分离效率.     

膨胀石墨负载锐钛矿型纳米TiO2的制备及光电催化性能

采用等体积浸渍法制备了膨胀石墨负载锐钛矿型纳米TiO2。 用X射线衍射（XRD）表征了纳米TiO2的晶型,扫描电子显微镜（SEM）研究了膨胀石墨负载纳米TiO2前后的表面形貌。 将该复合材料填充到自制的新型光电反应器中,考察了光催化、电催化及光电催化不同降解方法对主要成分是活性蓝的印染废水降解的影响,结果表明,该复合材料对印染废水具有良好的光电催化效应,以0.1 mol/L NaCl作为支持电解质经过光电协同处理后,脱色率达到99.3%,化学需氧量（COD）降低约93.1%,其效率远高于单纯光催化或者电催化的结果。     

光电催化二氧化碳还原研究进展

CO_2是最常见的化合物,作为潜在的碳一资源,可用于制备多种高附加值的化学品,如一氧化碳、甲烷、甲醇、甲酸等。传统的热催化转化CO_2方法能耗高,反应条件苛刻。因此,如何在温和条件下高效地将CO_2转化成高附加值的化学品,一直以来是催化领域的研究热点和难点之一。光催化技术反应条件温和、绿色环保。然而,纯光催化反应普遍存在太阳能利用效率有限,光生载流子分离效率低等问题。针对上述问题,在光催化的基础上引入电催化,可以提高载流子的分离效率,在较低的过电位下,实现多电子、质子向CO_2转移,从而提高催化反应效率。总之,光电催化技术可以结合光催化和电催化的优势,提高CO_2催化还原反应效率,为清洁、绿色利用CO_2提供了一种新方法。本文依据光电催化CO_2还原反应基本过程,从光吸收、载流子分离和界面反应等三个角度综述了光电催化反应的基本强化策略,并对未来可能的研究方向进行了展望。     

光电催化氧化甲醇电极

直接甲醇燃料电池 (DMFC)可直接利用甲醇 ,无须中间转化装置 ,具有系统结构简单、体积能量密度高、燃料补充方便等优点 .从提高电流密度和稳定催化剂本征活性这两方面来看 ,DMFC需要解决的关键问题是使甲醇直接氧化的阳极材料 .近年来有关此类阳极材料的制备与催化性能的研究报道日益增多 [1,2 ] ,但都是单纯地从光催化或电催化的角度出发 .本文提出一种利用 Ti O2 为光催化剂 ,Pt- Ru为电催化剂 ,试图将光催化与电催化反应发生于一体 ,使甲醇能得到联合的催化氧化作用 ;同时为了能进一步增加Ti O2 的光催化氧化能力 ,改变 Ti O2 - n…     

TiO2纳米管半波脉冲直流电光电催化还原Cr（Ⅵ）

报道了在半波脉冲直流电(h-DC)作为电压驱动下,以阳极氧化法制备的TiO2纳米管(TNT)为工作电极,紫外光光电催化(PEC)还原Cr(VI)的研究.半波脉冲直流电相比稳压直流电(DC)和交流电(AC)具有更佳的载流子分离和光电催化作用.探讨了电压大小、频率及电解质NaCl浓度对Cr(VI)催化还原反应的影响.TNT光电催化和电催化还原Cr(VI)效率随外加电压和频率的增大而增大,但是频率过高对反应有一定的抑制作用.电解质NaCl对反应的影响不显著,这是因为在重金属还原体系中,NaCl作为活性氯物种的母体和增强溶液导电性的作用体现得不明显.     

TiO_2纳米管阵列光电催化制氢研究进展

以TiO2纳米管阵列为光阳极组成的光电解池光电催化分解水是目前光催化制氢领域内研究最广泛的体系之一。本文综述了近年来TiO2纳米管阵列在光电催化分解水制氢领域的最新研究进展,重点阐述了提高TiO2纳米管阵列光电转换效率和产氢速率的方法,指出了目前存在的问题,并对今后的发展提出了展望。     

TiO_2光电催化水处理技术研究进展

TiO2 光电催化水处理是一种电化学辅助的光催化反应技术 ,通过施加外部偏压减少光生电子和空穴的复合 ,从而提高其量子效率使有机污染物彻底矿化。本文综述了TiO2 光电催化的机理、研究进展 ,反应器开发、设计、模型化等方面存在的问题及今后深入研究的方向     

BiPO4/石墨烯光电极的制备及其光电催化性能（英文）

光电催化(PEC)氧化法是一种使用半导体电极材料在光和电的共同作用下处理水中有机污染的有效方法.在PEC工艺中,施加偏压不仅可以利用电催化对有机污染物进行降解,而且在偏压作用下,光生电子-空穴对能够得到有效的分离和传输,从而大大提高了机物污染物的去除速率.尽管PEC技术已经取得了许多重要的突破,但是能量转换效率仍然无法满足实际应用.因此,开发具有优异性能,良好稳定性和低成本的光电极材料是一项具有挑战性的研究工作.本文采用两步电沉积法制备了BiPO4纳米棒/还原氧化石墨烯/FTO复合光电极(BiPO4/r GO/FTO).电镜结果表明,电沉积制得的纳米棒状磷酸铋均匀负载在石墨烯纳米片层表面.采用甲基橙为模型体系,考察了复合光电极的光电催化活性.BiPO4/r GO/FTO复合电极的光电催化降解速率是BiPO4/FTO光电极的2.8倍,显示出优良的光电催化活性.实验进一步研究了工作电压和BiPO4沉积时间对甲基橙光电降解性能的影响.最佳的BiPO4沉积时间为45 min,最佳工作电压为1.2 V.捕获实验和ESR实验表明羟基自由基(·OH)和超氧化物自由基(·O2-)是该电极的主要活性物种.BiPO4/r GO/FTO复合电极经过四次循环实验后其降解甲基橙效率保持不变,显示出高稳定性,采用光电流,交流阻抗及其荧光测试对其光催化机理进行推测.结果表明该复合光电极具有高PEC活性的主要原因是:石墨烯的引入加快了BiPO4的电子空穴的分离,拓宽了石墨烯的可见光吸收范围;同时,石墨烯诱导产生的BiPO4混合相也进一步促进了光生电子空穴的分离,提高了光电降解活性.     

TiO2光电催化水处理技术研究进展

TiO2光电催化水处理是一种电化学辅助的光催化反应技术，通过施加外部偏压减少光生电子和空穴的复合，从而提高其量子效率使有机污染物彻底矿化。本文综述了TiO2光电催化的机理、研究进展，反应器开发、设计、模型化等方面存在的问题及今后深入研究的方向。     

直接热氧化制备氧化钛薄膜电极的研究Ⅱ.光电性能

采用电化学阻抗谱和光电响应等手段对在光照下热氧化制备的氧化钛膜的阻抗和光电性质进行了研究.结果表明,随氧化温度升高,界面电荷转移电阻减小,光电流逐渐增大,苯胺的光电催化速率降解增大.温度大于600℃后,电极的光电性能急剧降低.热氧化制备的氧化钛膜电极的结构、界面电荷转移电阻、光电流和光电催化降解苯胺的速率之间存在良好的相关性.     

全固态平面型ITO/Fe^3＋-TiO2/ITO光电催化器件的制备和催化性能

在具有条形电极的ITO(氧化铟锡)玻璃上负载Fe3 -TiO2薄膜,得到全固态平面型ITO/Fe3 -TiO2/ITO光电催化器件.利用Keithley 2400数字源电流表对器件施以一定的偏压,以气相甲醛的降解为模型反应,对器件分别进行了空气和氮气条件下的光电催化性能测试.结果表明,甲醛的存在能够增强体系的光电流,并且在氮气下器件的光电流明显大于在空气下的光电流,说明甲醛参与了电子的迁移过程.ITO/Fe3 -TiO2/ITO器件表现出比ITO/Fe3 -TiO2/ITO器件更高的光催化活性,且前者的光电流值小于后者,说明掺杂Fe3 所引起的电子迁移率的降低远大于所引起的激子分离几率的提高.ITO/Fe3 -TiO2/ITO器件在外加偏压下活性提高,但提高的幅度没有ITO/TiO2/ITO器件明显.     

CdSe/泡沫镍薄膜电极对结晶紫的光电催化降解

采用恒电位电沉积法,以泡沫镍为基底电极,制备了CdSe/泡沫镍薄膜电极,采用扫描电子显微镜、紫外可见漫反射光谱和能谱分析表征了CdSe薄膜的形貌及其组成。应用该电极研究结晶紫溶液在光电催化降解过程中的COD去除率。结果表明,以白炽灯(100 W,2只)为光源,采用电沉积30 min所得的CdSe/泡沫镍薄膜电极为工作电极,外加偏压为0.4 V(vs.SCE),0.01 mol/L NaCl为电解质,光电催化降解浓度为0.001 g/L的结晶紫溶液120 min,COD去除率达到84.3%。     

Photoelectrocatalytic activity of immobilized Yb doped WO_3 photocatalyst for degradation of methyl orange dye

Pure WO_3 and Yb:WO_3 thin films have been synthesized by spray pyrolysis technique. Effect of Yb doping concentration on photoelectrochemical, structural, morphological and optical properties of thin films are studied. X-ray diffraction analysis shows that all thin films are polycrystalline nature and exhibit monoclinic crystal structure. The 3 at% Yb:WO_3 film shows superior photoelectrochemical(PEC) performance than that of pure WO_3 film and it shows maximum photocurrent density(Iph= 1090 μA/cm~2) having onset potentials around +0.3 V/SCE in 0.01 M HClO_4. The photoelectrocatalytic process is more effective than that of the photocatalytic process for degradation of methyl orange(MO) dye. Yb doping in WO_3 photocatalyst is greatly effective to degrade MO dye. The enhancement in photoelectrocatalytic activity is mainly due to the suppressing the recombination rate of photogenerated electron-hole pairs. The mineralization of MO dye in aqueous solution is studied by measuring chemical oxygen demand(COD) values.     

三相流化床电极反应器深度处理制浆废水

应用三相流化床电极反应器(新型电化学反应器)处理制浆废水.研究了曝气量、槽电压、溶液pH值及FeSO4浓度等因素对电解效果的影响.结果表明,该反应器深度处理制浆废水的最佳工艺条件为:槽电压20 V,曝气量为0.3 m3.h-1,FeSO4浓度为1000 mg.L-1,pH值≈2.5,反应时间为90 m in时COD去除率为70.1%.     

不同吸附类型有机物在TiO2纳米管阵列电极表面的光电催化性能和反应机制

利用有机物在薄层反应器中发生的耗竭氧化反应,研究了弱吸附型的葡萄糖和强吸附型的邻苯二甲酸氢钾在TiO2纳米管阵列(TNA)电极表面的光电催化反应性能和反应机制.研究表明,光电催化反应电流-时间(I-t)曲线的变化趋势能够很好地反映有机物在TNA电极表面的反应性能.对于弱吸附型的葡萄糖,由于其在TNA电极表面吸附能力弱,从溶液本体被吸附至电极表面较慢,致使葡萄糖在高浓度光催化反应时出现I-t曲线瞬时升高然后迅速下降,再呈现缓慢下降的变化趋势.对于强吸附型的邻苯二甲酸氢钾,其吸附性强且难降解,因而在电极表面总是存在着大量的邻苯二甲酸氢钾,导致溶液中邻苯二甲酸氢钾浓度升高时,光电催化反应的I-t曲线在瞬时升高,然后依然持续升高,之后才呈缓慢下降的变化趋势.本文还对有机物的吸附类型、吸附系数、反应机制等进行了分析.研究表明,利用薄层反应器的耗竭氧化反应,有助于深入了解有机物在电极表面的反应过程及其微观机制.     

二氧化钛纳米管阵列光电催化同时降解苯酚和Cr(VI)

采用电化学阳极氧化法在纯钛箔基底上制备了TiO2纳米管阵列,并运用X射线衍射、扫描电镜和电化学工作站对其进行了表征.结果表明,所制样品是锐钛矿相,管径约为100nm,管长约为2μm,在0.5V偏压下光电流最大.以苯酚和Cr(VI)混合溶液为目标污染物,考察了TiO2纳米管阵列光电催化同时去除苯酚和Cr(VI)的反应性能...