TiO2電極對(duì)環(huán)境污染物的光電催化降解研究.pdf

1、伴隨著我國(guó)染料工業(yè)的進(jìn)一步穩(wěn)定發(fā)展,印染工業(yè)已慢慢成為工業(yè)廢水的排放大戶。印染廢水一般具有以下特點(diǎn):污染物濃度大,種類不一,含鹽量高,含有害有毒成分及色度高等,使其成為了工業(yè)廢水治理的難點(diǎn)。茜素紅S是蒽醌結(jié)構(gòu),也是難降解染料的典型代表,因此本文以茜素紅S作為模型污染物,進(jìn)行光電催化降解印染廢水的基礎(chǔ)研究。在染料廢水的光電催化降解研究中,電極材料的選擇與電極的制備方法是影響電極結(jié)構(gòu)的主要因素,亦影響著電極的光電催化性能和穩(wěn)定性,因此電極材

2、料的選擇與制備就成為了光電催化降解印染廢水實(shí)驗(yàn)的首要問(wèn)題。本文選擇Ti作為基底,采用陽(yáng)極氧化法制備TiO2納米管,以茜素紅S作為目標(biāo)污染物,考察所制備電極的降解效果并優(yōu)化其制備條件,并改變目標(biāo)污染物的電解液條件,以期提高有機(jī)污染物的降解效率,同時(shí)還對(duì)電極的制備方法與電極結(jié)構(gòu),光電催化特性之間的關(guān)系及茜素紅S的降解機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　本論文首先采用恒電位陽(yáng)極氧化法制備了TiO2納米管電極,并優(yōu)化了電極制備條件:電解液的組成、陽(yáng)極氧

3、化時(shí)間及溫度,然后以茜素紅S為目標(biāo)污染物,采用極化曲線法和恒電位計(jì)時(shí)電流法等電化學(xué)測(cè)試方法分析比較了所制備電極的光電催化性能。極化曲線和恒電位法測(cè)試結(jié)果表明:使用含有0.15 M NH4F和0.5 M H3PO4的水:乙二醇=3:7的電解液,在常溫25℃下,恒電壓20 V一步陽(yáng)極氧化1 h制備電極,然后在馬弗爐中高溫處理,以5℃/min的速率將溫度從室溫升高到500℃,恒溫3小時(shí)后,自然冷卻至室溫,即得到晶型的排列整齊的TiO2納米管電

4、極。此條件下制備的電極穩(wěn)定性好,與基底結(jié)合較好且均勻致密,電極一般為深灰色或深灰中略帶藍(lán)色。
　　確定好電極制備條件后,用最優(yōu)化的電極,以茜素紅S為目標(biāo)污染物,進(jìn)行光電催化降解,并通過(guò)循環(huán)伏安法、恒電位計(jì)時(shí)電流法和交流阻抗法優(yōu)化降解條件:有機(jī)污染物的初始濃度,電解質(zhì)Na2SO4的濃度,光照時(shí)間、pH值、外加電壓及溫度等。三種電化學(xué)測(cè)試方法均表明:在0.01 mM茜素紅S+0.03 MNa2SO4溶液中,自然 pH值(約為8)或弱堿