TiO2電極對環境污染物的光電催化降解研究.pdf

1、伴隨著我國染料工業的進一步穩定發展,印染工業已慢慢成為工業廢水的排放大戶。印染廢水一般具有以下特點: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,使其成為了工業廢水治理的難點。茜素紅S是蒽醌結構,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,進行光電催化降解印染廢水的基礎研究。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構的主要因素,亦影響著電極的光電催化性能和穩定性,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驗的首要問題。本文選擇Ti作為基底,采用陽極氧化法制備TiO2納米管,以茜素紅S作為目標污染物,考察所制備電極的降解效果并優化其制備條件,并改變目標污染物的電解液條件,以期提高有機污染物的降解效率,同時還對電極的制備方法與電極結構,光電催化特性之間的關系及茜素紅S的降解機理進行了探討。
　　本論文首先采用恒電位陽極氧化法制備了TiO2納米管電極,并優化了電極制備條件:電解液的組成、陽極氧

3、化時間及溫度,然后以茜素紅S為目標污染物,采用極化曲線法和恒電位計時電流法等電化學測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試結果表明: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定性好,與基底結合較好且均勻致密,電極一般為深灰色或深灰中略帶藍色。
　　確定好電極制備條件后,用最優化的電極,以茜素紅S為目標污染物,進行光電催化降解,并通過循環伏安法、恒電位計時電流法和交流阻抗法優化降解條件:有機污染物的初始濃度,電解質Na2SO4的濃度,光照時間、pH值、外加電壓及溫度等。三種電化學測試方法均表明:在0.01 mM茜素紅S+0.03 MNa2SO4溶液中,自然 pH值(約為8)或弱堿