TiO2纳米管制备及其降解壬基酚性能探究.doc

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1、TiO2纳米管制备及其降解壬基酚性能探究摘要：采用阳极氧化法制备Ti02纳米管电极，用SEM等方法对光电极的表面形貌进行了表征。以罗丹明B为目标污染物确定最佳退火温度，制备的电极进行壬基酚降解实验，实验通过添加自然界中分布较广的S042-、C1-阴离子来观察对壬基酚降解效果的影响。结果表明在退火温度为550°C时罗丹明B的降解效果最好为67.31%。用TiO2纳米管电极降解壬基酚时，不添加阴离子条件下的对壬基酚的降解效率达到91.66%要高于添加C1-(65.99%)、S042-(65.73%)等离子时的降解效果Abstract：Inthisstudy,Ti02nanotu

2、beelectrodeispreparedbyanodicoxidation・SEMisusedtocharacterizetheelectrodesurfacemorphology.RhodamineBasthetargetpollutantsdeterminestheoptimalannealingtemperature・Thenitusestheelectrodeundertheconditionstocompletenonylphenoldegradationexperiment・ExperimentbyaddingS042-,Cl-toobservetheeffe

3、ctonthedegradationofnonylphenol.Seeingfromtheexperiment,intheannealingtemperatureof550°C,thedegradationofRhodamineBishighest.NonylphenoldegradationwithTi02nanotubeselectrodeis91.66%,anditwouldhaveanegativeimpactwhenaddedCl~(65.99%),S042~(65.73%).关键词：Ti02纳米管；壬基酚；阳极氧化；光催化Keywords：Ti02nanotub

4、earrays；nonylphenol；photocatalytic；anodicoxidation中图分类号：V444.3+7文献标识码：A文章编号：1006-4311(2012)24-0326-030引言近年来随着农药等化学品的大量使用，在给人们带来便利的同时，其对环境的污染与影响也引起了很多研究者的重视。其中具有代表性的污染物有滴滴涕(DDT)等有机氯农药、多氯联苯(PCB)类化学物质、壬基酚、三丁基锡等医药品。这些污染物用普通的物理吸附、化学氧化、高温焚烧等方法处理，处理效率较低且容易产生二次污染，基于此种情况光催化技术逐步发展起来。至1972年，Honda和Fuj

5、ishima发现了Ti02电极能在光的作用下使水分解［1］,此后纳米Ti02以其价廉无毒、抗光腐蚀、催化活性高、氧化能力强、稳定性好而成为光催化剂研究的热点。本文采用阳极氧化法［2-6］制备Ti02纳米管电极，通过降解罗丹明B来探讨电极制备最优条件，并采用SEM对制备电极进行表征,探讨不同制备条件对Ti02/Ti电极的表面形貌影响，最后应用最优条件下制备的Ti02纳米管电极进行壬基酚降解实验，为得出最优降解壬基酚方案提供依据。1Ti02纳米管电极的制备1.1材料的预处理与准备实验中阳极氧化法制备TiO2纳米管电极所用基体材料为钛箔（纯度99.5%以上，宝鸡宝冶钛镰制造有限公

6、司）。该钛箔是由厂家通过无缝切割技术将大片钛箔切割成9011U11XlOininXO.1mm长条状小钛片。实验准备步骤包括：①清洗钛箔；②打磨钛箔（至表面无划痕）;③超声清洗；④清洗好的钛箔存放于去离子水中待用。1.2T102纳米管电极的制备方法和装置在阳极氧化的过程中采用0.5wt%氟化钠和lmol/L的硫酸钠溶液作为电解液，以钛箔作为阳极，相同尺寸的钳片作阴极。由电流3位数显的稳压直流电源供电，在电压20V电流0.01A条件下接通电源氧化钛箔2h制备电极，制备完后的电极迅速用去离子水冲洗干净，烘干待用。阳极氧化制备Ti02纳米管的装置如图1所示，Ti02纳米管在低电压下

7、进行阳极氧化，因此电极表面温度较低，不能够结晶，所以为了能够使制备的Ti02纳米管具有光催化活性，制备后的Ti02纳米管在马弗炉中燉烧2h,温度达到设定温度时开始计时。锻烧后的钛片用滤纸包裹以备用。1Ti02纳米管的表征利用扫描电子显微镜（Scanningelectronmicroscopy,SEM）观察试样表面形貌和尺寸特征。在不同锻烧温度（0,450,550,650°C）条件下制备的TiO2/Ti电极的表面形貌如图2所示。低电压下制备的Ti02/Ti电极得到纳米管，经退火后，其表面残余物减少，表面更加整洁。65