从废水到新能源:光催化燃料电池的优化与应用

随着经济的飞速发展,社会对能源的需求日益扩大,对工业废水的无害化处理也提出了更高的要求。光催化燃料电池 (photocatalytic fuel cell, PFC) 在燃料电池中引入半导体光催化材料作为电极,实现了有机污染物高效降解和同步对外产电的双重功能,在废水无害化与资源化利用方面具有潜在的应用价值。半导体光催化电极是PFC系统高效运行的核心组件,增强其可见光响应和光生载流子分离是提高PFC性能的关键策略。反应器结构设计和运行参数优化也有利于改善PFC性能。本文从PFC基本原理和应用入手,综述了PFC在环境污染物资源化处理中的研究进展,并详细阐述了提高PFC的污染控制性能和产电效率的优化手段,为进一步设计高效稳定的PFC系统并实现其在水污染控制和清洁能源生产中的应用提供理论指导。     

纳米TiO_2用于甲基橙溶液的光催化氧化研究

本实验采用纳米级的二氧化钛,对甲基橙溶液进行了紫外光催化氧化处理,探讨了pH的影响和添加Fe3+的效果及反应动力学方程,结果表明,采用UV/O3/TiO2工艺对其进行处理,pH4-5时,10W紫外灯光照60min,CODcr去除率达84%,脱色率达96%以上。添加Fe3+,对溶液的催化降解速度提高不明显。动力学研究表明,CODcr降解速度对CODcr的浓度为一级反应。     

光催化氧—碘激光器—一种以富勒烯为基础的新方案

激光材料加工，尤其是焊接和切割，要求高的功率密度，正当ＣＯ２、Ｎｄ：ＹＡＧ以及准分子激光器在工业加工生产中占有稳定地位时，氧－碘激光器尽管其效率高，１．３１５μｍ时可以自由尺度辐射能量，但仍不重要。其原因是化学生成受激光氧（这对分解碘分子和原子碘激发态是必要的）时的安全和废料处理问题，上述困难可通过其他激发方案加以克服，可以在环状碳的光催化特性和富勒烯特性的基础上，在白光作用下生成Ｏ２（＾１△）。     

CdS改性TiO2光催化剂的制备及结构

在半导体光催化剂中，TiO2具有光催化活性高、无毒和抗光腐蚀性好等优点，但纯TiO2光催化剂直接利用太阳光进行光催化氧化的效率较低，而利用贵金属元素和稀土元素等在TiO2中进行掺杂改性时，改性光催化反应必须在高压汞灯或紫外灯下进行，不符合节能原则。     

纳米累托石-TiO2光催化剂的制备及表征

以TiCl4和累托石为主要原料，制备出纳米累托石-TiO2粉末，并用X-衍射、透射电镜等对其进行表征．结果表明：纳米累托石-TiO2粉末平均直径为17．5nm当焙烧温度从500℃升至800℃时，累托石-TiO2粉末的比表面积从65．7m^2／g下降至3．3m^2／g，单位质量吸附剂的孔体积从0．1430cm。／u降到0．0213cm^3／g；当焙烧温度从300℃上升至500℃时，孔径变化不大，属中孔范围；当焙烧温度升至800℃时，一些孔道出现坍塌，不利于纳米累托石-TiO2粉末的光催化活性．     

UV/H2O2氧化降解甲基叔丁基醚(MTBE)的试验研究

采用UV／H2O2技术对污染水体中的MTBE进行了氧化降解试验，考察了不同MTBE初始浓度，不同H2O2浓度，不同pH值，不同波长的紫外光对降解效果的影响，以及不同Cl^-、HCO3^-浓度的抑制作用．结果表明，在室温条件下，当紫外光波长为254nm，H2O2为15mmol／L，pH为3．0时对起始浓度为1mmol／L的MTBE具有较好的降解效果；反应60min，MTBE去除率可达97．6％．实验证明，UV／H2O2氧化技术是降解MTBE的一种有效方法．     

Photocatalytic Synthesis of Oxygenates from Gaseous CO2 and CH4 over Semiconductor

Photoinduced synthesis of CO2 and CH4 was investigated using a batch reaction system on several photoactive materials supported on silicon dioxide. Single semiconductor showed higher selectivity to C1 compounds. The production of C2-C3 oxygenates took place preferentially on composite semiconductor photocatalysts. In particular, it was found that acetone was the primary product over Cu/CdS-TiO2/SiO2.     

包埋Ru（bpy）3C12非线性光催化薄膜在图像处理中的应用

用so1-gel法以正硅酸乙酯、乙醇和蒸馏水为原料，以盐酸为催化剂，包埋三联吡啶钌[Ru(bpy)3C12]制备催化Belousov-Zhabotinsky(BZ)反应的非线性光催化薄膜，并利用紫外分光光度法测定了在薄膜中Ru(bpy)3Cl2的包埋量．通过投影图像的方法光激发BZ反应，在包埋Ru(bpy)3C12的薄膜上产生化学波图像．在薄膜中演化形成的图像具有相当高的图像清晰度．在图像的演化过程中，具有图像反转、边界增强、图像分割等图像处理能力，并可以通过改变BZ反应条件来调控增强某些图像处理能力．