鈦基鉍系列氧化物涂層電極的制備及光電催化性能研究.pdf

1、光電催化氧化過程是高級氧化過程的一種，因其產(chǎn)生羥基自由基等強氧化劑而可以使有機污染物毒性脫除和實現(xiàn)殺菌消毒，甚至可以實現(xiàn)有機污染物的完全礦化。它集成了光催化氧化過程和電催化氧化過程，在電極內(nèi)部形成電勢梯度，促進光生空穴和電子向相反方向移動，使空穴和電子得到有效分離，充分發(fā)揮光生空穴的氧化作用，提高降解效率。
　　 光電極的制備和能量的高效利用一直是光電催化氧化過程研究的核心，本研究首先采用涂敷-煅燒法制備了摻雜鉍、鍶的SrBi2

2、O4/Ti和摻雜鉍、錫的Bi2SnO5/Ti氧化物涂層電極，并用電沉積方法制備了摻雜鉍、錫的鈦基氧化物涂層電極Bi2SnO5/Ti。通過X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜(EDS)分析，發(fā)現(xiàn)電極表面都比較致密均勻，采用涂敷-煅燒制備的鈦基鉍系列電極表面主要為銳鈦礦晶型TiO2，同時檢測到鉍系列氧化物涂層的存在。采用電沉積方法制備的摻雜鉍、錫的鈦基氧化物涂層電極表面多孔，排列均勻且緊密，晶體形貌良好，XRD分析表明涂層氧

3、化物為單斜晶體結(jié)構(gòu)，結(jié)晶良好。
　　 分別采用涂敷-煅燒法制備的SrBi2O4/Ti電極和電沉積方法制備的Bi2SnO5/Ti電極催化氧化酸性橙Ⅱ溶液，采用酸性橙Ⅱ的光催化氧化降解效率和光電催化氧化效率等指標來評價所制備電極的光電催化性能。研究發(fā)現(xiàn)SrBi2O4/Ti電極在氙燈、鎢燈、紫外光下光電催化60 min后的去除率分別為1.3％、4.7％和42.8％。經(jīng)過引入光電協(xié)同因子進行分析，發(fā)現(xiàn)電極在鎢燈和紫外燈照射下均能產(chǎn)生協(xié)同

4、作用，且鎢燈照射時的協(xié)同因子為239.5％，有較好的光電協(xié)同作用；Bi2SnO5/Ti電極在氙燈、鎢燈、紫外光下光電催化60 min后的去除率分別為1.6％、3.9％、47.6％。經(jīng)過引入光電協(xié)同因子進行分析，電極在后兩種光源照射下均能產(chǎn)生協(xié)同作用，鎢燈照射時的協(xié)同因子為180.4％，協(xié)同效果比較明顯。
　　 鑒于吸附作用在光電催化氧化過程中的作用，還研究了復合電極(活性碳纖維固定在DSA電極上)在不同pH值、操作電壓、電解質(zhì)條