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《太原理工大学》 2007年
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掺锑二氧化锡光电极的制备及光电催化性能研究

华勃  
【摘要】: 掺锑二氧化锡是一种新型的光催化剂,具有很强的氧化能力,在紫外光照射下,它能将空气中和水中的有机污染物降解为CO_2和H_2O,已经引起研究人员的极大关注。光电催化是一种通过施加外加电压,将光生电子迁移到对电极上,减少光生电子-空穴的复合,从而促进光催化剂活性显著提高的技术。 本文制备了两种掺锑二氧化锡光电极(有中间层和无中间层)并进行了SEM和EDS表征,降解实验后进行了XRD表征;同时制备了气体扩散电极并进行了XRD、SEM表征。结果表明:两种掺锑二氧化锡电极的比表面积较大,EDS测试结果锡锑元素配比符合实际锡锑元素配比,掺锑二氧化锡的晶型主要为金红石结构,含有中间层的掺锑二氧化锡电极表面检测不到钛或二氧化钛;气体扩散电极的比表面积较大,主要晶相为石墨、Mn_3O_4,电极表面和内部的物料混合及气孔分布比较均匀,是一种催化性能良好且有利于体系中的传质、扩散及反应的电极。 以掺锑二氧化锡电极为工作电极,气体扩散电极为对电极,250W高压汞灯(365nm)为侧光源,选择具有代表性的难降解芳香族有机污染物之一——苯酚作为降解对象,对其光电催化降解进行了研究。反应过程始终有空气连续不断鼓入反应器中。每隔30分钟取样分析,用721分光光度法测量苯酚的转化率,采用总有机碳分析仪来测定溶液的TOC值,从而衡量苯酚溶液的矿化程度。 研究中考察了掺锑二氧化锡电极不同的制备条件对光电催化性能的影响,以及溶液的pH值、操作电压、电解质、初始浓度对苯酚降解效果的影响;比较了相同操作条件下吸附、光催化、电催化、光电催化等过程对苯酚降解效果的影响,比较了不同阳极和不用阴极对苯酚降解效果的影响。结果表明:含有中间层、掺锑6%、涂覆15次、煅烧温度为450℃的二氧化锡电极具有较佳的光电催化活性。以较佳条件制备的掺锑二氧化锡电极与气体扩散电极,在降解水中苯酚的过程中能产生良好的光电协同效应。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O646.54

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