光电催化过程中氧气泡成核—生长—脱离特性研究

光电催化过程中的气泡动力学特性是研究气液两相流动行为的重要参数,对光电分解水的效率及反应过程中的传热、传质产生重要影响。本文针对TiO_2光电极表面析出氧气泡的动力学特性展开研究,通过独立设计的实验系统,得到了氧气泡整个演化过程的生长规律符合d∝(?)~s,气泡形成10 ms以内x为0.5～0.85,10 ms之后x≈0.33,捕捉到了气泡成核初期的图像,得到了光学手段能观察到的气泡成核时间和空间尺度,给出了激光功率和恒定偏压对气泡脱离直径的影响规律。     

TiO_2光电极表面气泡相互作用规律研究

本文对纳米棒阵列TiO_2光电极表面气泡活性成核中心及气泡间相互作用进行了实验研究,观察气泡间相互作用规律及其对光电体系的影响。实验发现在Marangoni效应作用下,反应区域电极表面附近流体形成四周流向反应区域中心的流场结构,使得反应区域中心产生的气泡对周围气泡有吸引作用,促使气泡聚并。与单气泡生长周期相比,气泡活性中心的活化作用提供了稳定的气泡来源,使气泡的生长周期变短,析气效率上升,平均过电势下降。