基于TiO2納米管的可見光型光催化廢水燃料電池.pdf

1、目前傳統(tǒng)的水處理方法已經(jīng)很難滿足水處理要求，而光催化技術(shù)被認(rèn)為是具有發(fā)展前景的新型水處理技術(shù)之一，與傳統(tǒng)的處理方法相比具有節(jié)能、無二次污染以及能徹底降解難降解污染物等優(yōu)點。本文設(shè)計了一種可見光型的光催化廢水燃料電池系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由WO3/TiO2納米管光陽極以及CuO/TiO2納米管光陰極材料用導(dǎo)線直接相連后組合而成，用于持續(xù)產(chǎn)生電能分離光生電子和空穴，并降解有機污染物和滅活細(xì)菌。
　　本研究以通過陽極氧化法制備得到TiO2納米管

2、電極作為基底材料，并分別用陰極方波法和恒電位極化法制備得到具有可見光響應(yīng)的WO3/TiO2納米管光陽極和CuO/TiO2納米管光陰極，運用X射線衍射儀（XRD）、紫外可見漫反射光譜（DRS）等一系列測試對復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能進行表征。
　　在可見光（60 W白熾燈）照射下對兩電極及其組成的燃料電池進行電化學(xué)測試。兩電極均表現(xiàn)出較好的光電性能，其中WO3/TiO2納米管的費米能級負(fù)于CuO/TiO2納米管，形成了0.18 V的自偏壓

3、，導(dǎo)致光陽極表面的光生電子通過外部電路轉(zhuǎn)移到光陰極表面以提高其光催化效率。
　　以60 W的白熾燈為光源，進行降解和滅活實驗。研究結(jié)果表明，WO3/TiO2-CuO/TiO2廢水燃料電池系統(tǒng)的可見光光催化性能明顯優(yōu)于其他兩個系統(tǒng)（TiO2-CuO/TiO2廢水燃料電池系統(tǒng)以及WO3/TiO2納米管、CuO/TiO2納米管兩極不相連系統(tǒng)）。該系統(tǒng)降解羅丹明B的過程主要破壞其共軛結(jié)構(gòu)，且降解效果明顯，4 h內(nèi)脫色率和TOC去除率分別達