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Pt-TiO_2纳米管阵列光电催化降解有机磷农药废水的研究

倪守高  
【摘要】: 本文采用阳极氧化法制备了TiO_2纳米管阵列,场发射扫描电镜(FESEM)和X射线衍射(XRD)分析表明:所制备的TiO_2纳米管阵列顶部开口,排列紧密,分布均匀,管长范围为300~400nm。经350℃锻烧3h后,形成具有锐钛矿晶型的TiO_2纳米管稳定性良好。在TiO_2纳米管上经恒流电沉积法沉积Pt后,形成的Pt-TiO_2纳米管依然保持良好的表面形貌及锐钛矿晶型;电化学测试分析表明,Pt-TiO_2纳米管电极具有更高的光电响应度。 以敌敌畏(DDVP)和三唑磷为目标物,考察了Pt-TiO_2纳米管电极在三电极反应体系中的光电催化性能。系统分析了DDVP光电催化的主要影响因素,如外加偏电压、溶液初始浓度、初始pH、不同光电极及H_2O_2的影响;并与TiO_2纳米管电极降解DDVP和光电转换效率进行了比较。本文还考察了不同农药结构(DDVP、三唑磷)的光电催化降解效率,并对Pt-TiO_2纳米管电极光电催化降解DDVP过程产物作了检测。实验结果表明:使用Pt-TiO_2纳米管电极的光降解DDVP和电化学作用之间存在明显的协同作用;Pt-TiO_2纳米管电极比TiO_2纳米管电极具有更高光电催化活性;增加偏电压(U≤0.8V),降低DDVP初始浓度(20mg/L),pH为6时以及H_2O_2浓度为50mmol/L时对光电催化有利;Pt-TiO_2纳米管电极光电催化降解DDVP的动力学常数是光催化的1.7倍、电催化的35.5倍。 通过Pt-TiO_2纳米管电极光电催化降解不同农药结构实验,结果表明结构简单的DDVP降解速率高于结构复杂的三唑磷。Pt-TiO_2纳米管电极光电催化DDVP过程中间产物主要为敌百虫、三甲基磷酸酯、甲酸和乙酸等物质。


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