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《西安理工大学》 2010年
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CdSe薄膜电极改性及其光电催化性能研究

张瑞蓉  
【摘要】: 光电催化氧化技术的研究中最常用的催化剂是TiO2,但由于其禁带宽度较宽,只能吸收波长较短的紫外光,对自然光响应波长范围窄,而使其催化活性不高。CdSe光催化剂由于所需入射光的波长范围较广,为解决提高太阳光利用效率的问题提供了一条新的途径。 本论文首先采用循环伏安电沉积技术制备了CdSe薄膜电极,将其应用于可见光光电催化降解农药模拟废水;其次通过脉冲电流法制备了Co-CdSe薄膜电极,研究了该薄膜电极光电催化降解苯胺类及苯酚类有机废水的能力。具体内容包括: (1) CdSe及Co掺杂CdSe薄膜电极的制备及电学性能 以ITO(氧化锡铟)导电玻璃为基底,通过循环伏安电沉积技术制备了CdSe薄膜电极,通过考察电极的开路电压和短路电流,确定了镀膜的最佳工艺条件:pH 1.75、扫描周期为17周、扫描速度为0.07V/s、扫描范围为-0.2~-1.7V,并通过扫描电镜、透射电镜、能谱分析等对所制备的薄膜材料进行表征。结果表明所制备的薄膜材料在基底上的附着程度较好,CdSe颗粒为椭圆形,粒径在0~50nm,大小较为均一。能谱分析表明硒原子和镉原子的比例接近1:1。 通过脉冲电流沉积法在ITO导电玻璃上制备了Co掺杂CdSe薄膜电极,最佳工艺条件为:Co的掺杂量为0.5×10-3 mo/L、pH 1.5、沉积时间和间歇时间的比值为1s:3s、循环次数为600次、所加电压为-1.3V,并通过在不同基底上(ITO导电玻璃、镍板、不锈钢板、铜板)沉积Co掺杂的CdSe薄膜,考察其交流阻抗谱,发现以镍板为基底的Co掺杂CdSe薄膜电极具有最小的阻抗圆环半径和最好的光电化学性能。 (2) CdSe薄膜电极的光电催化性能 以ITO导电玻璃上利用循环伏安电沉积技术制备的CdSe薄膜电极为工作电极,铂电极为对电极,饱和甘汞电极为参比电极构成三电极光电催化反应体系,分别对水胺硫磷、吡虫啉和高效氯氰菊酯进行光电催化降解实验。实验条件为初始浓度20mg/L的水胺硫磷及吡虫啉、40mg/L的高效氯氰菊酯各100mL,支持电解质NaCl浓度为0.1mol/L,施加0.6V阳极偏压,采用150W卤钨灯照射3h,降解率分别为73.6%、39.7%和61.8%。 (3)Co掺杂CdSe薄膜电极的光电催化性能 以ITO导电玻璃上Co掺杂CdSe薄膜电极为工作电极,铂电极为对电极,饱和甘汞电极为参比电极构成三电极光电催化反应体系,对二硝基苯胺及对硝基苯酚模拟废水进行光电催化降解。实验条件为初始浓度20mg/L的二硝基苯胺及对硝基苯酚各100mL,支持电解质Na2SO4浓度为0.1mol/L,施加0.6 V阳极偏压,采用150W卤钨灯照射。结果表明:降解6h后,二硝基苯胺的降解率达25.5%,对硝基苯酚的降解率达25.9%。 将不同基底上(ITO导电玻璃、镍板、不锈钢板、铜板)沉积的Co掺杂CdSe薄膜电极用于以上两种有机废水的光电催化降解,降解6h后发现镍板上沉积的Co-CdSe薄膜电极降解率最高,二硝基苯胺的降解率为52.8%,对硝基苯酚的降解率达到81.1%,说明以镍板为基底的Co-CdSe薄膜电极在光电催化降解苯胺类有机物和酚类有机物时具有十分良好的可见光催化活性。
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O614.242

【参考文献】
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