tio2纳米管的制备及其住化学需氧量测定中的应用研究

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1、TiO2纳米管的制备及其住化学需氧量测定中的应用研究TiO2纳米管的制备及其住化学需氧量测定中的应用研究方艳菊张中海袁园丁红春金利通车(华东币范大学化学系上海200062)E—mail:ltjin@chem.eCBU.edu.cn摘要在纯钛表面采用电化学阳极氧化法制备有序的高密度TiO2纳米管阵列,对TiO2纳米管进行x射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征,结果表明氧化钛纳米管膜层的相结构与热处理有关,经5000热处理后具有光催化活性的锐钛矿型.将其用于化学需氧量(COD)的测定,以葡萄糖为响应底

2、物,考察了TiO2纳米管光电催化传感器的光电催化行为,结果发现该传感器的光生电流值与2O～800meJL范围的COD值有良好的线性响应,检测限为10mg/L,相关系数为O.9977.利用该传感器测定废水样品的COD值,结果与传统的K2Cr207法相吻合.用TiO2纳米管制备的传感器具有测试速度快,不需有毒,昂贵试剂等优点,具有广阀的应用前景.关键词TiO2纳米管;化学需氧量(COD);光电催化;光电流中图分类号0653;X132.2PreparationofTi02NanotubesandItsApplica

3、tionintheDetectionofChemicalOxygenDemandFangYanju,ZhangZhonghai,YuanYuan,DingHongchun,JinLitong(DepartmentofChemistry,EastChinaNormalUniversity,Shanghai200062,China)AbstractHighdensity,wellorderedanduniformtitaniumoxidenanotubearrayswerefabricatedbyelectroc

4、hemicalanodicoxidationonapuretitaniumsheet.XRDandSEMtechniqueshavebeenusedtocharacterizetheTi02nanotubearrays.ItisshowedthattheTiO2structuredependsontheheatingcondition,therufflephaseofTiO2appearswhenheatingto500~C.TitaniananotubeselectrodeCanbeusedforchemi

5、caloxygendemand(COD)determination.Undertheoptimiz?ingconditions,thesensorrespondedlinearlytotheCODofD?glucosesolutionintherangeof20?800mg/L,thedetectionlimitis10mg/Lwithalinearcorrelationcoefficientof0.9977.Itsapplicationinartificialwastewateranalysishasach

6、ievedresultsingoodagreementwiththosefromtheconventionaldichromatemethod;meanwhile,theprocessrequiresnohypertoxicreagentsandlessanalysistime,suggestingthatitwouldbeanotherappropriatemethodforCODdeterminationinwaterassessment.KeywordsTiO2nanotubes;chemicaloxy

7、gendemand(COD);photoelec仃ocatalytic;photocurrent1引言近年来,电化学辅助TiO2光催化技术即光电催化由于能够有效抑制光生空穴和电子的复合以提高光催化氧化效率受到人们的广泛关注【l_3】.用紫外光照射TiO2电极的同时在电极上施加较低的电压,使光激发产生的光生电子通过外电路被驱赶到对电极上,阻止了光生电子和光生空穴的复合,从而提高了光催化的效率.光电催化的另一显着特点是将Tio2固定化,避免了悬浮态反应体系纳米催化剂颗粒与溶液的分离,同时保留了Ti0的纳米尺寸效应

8、.在紫外光照射下TiO2和有机物之间的电荷传递过程可以通过光生电流的形式表现出来,而且外加电压的施加可以大大提高电荷传递过程【4】.为了改善TiO2的光催化活性,常对TiO2半导体进收稿日期:2006—05.31基金资助:本项目由国家自然科学基金仪器专项(No.203270o1)资助.行表面修饰以提高量子效率,常用的表面修饰法有贵金属沉积,离子掺杂,半导体复合,表面光敏化,表面超强酸化等【5_.近年