双极可见光响应型光催化废水燃料电池的研究

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1、万方数据申请上海交通大学工学博士学位论文双极可见光响应型光催化废水燃料电池的研究专业：环境科学与工程博士生：陈全鹏导师：周保学教授上海交通大学环境科学与工程学院2014年5月22日万方数据ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDoctorDegreeofEngineeringBipolarvisiblelight●responsivephotocatalyticwastewaterfuelcellSpecialty：EnvironmentalSci

2、enceandEngineeringAuthor：ChenQuanpengAdvisor：Prof．ZhouBaoxueSchoolofEnvironmentalScienceandEngineeringShanghaiJiaoTongUniversity2013．12．20万方数据上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明；所呈交的学位论文．是本人在导师的指导下，独立进行研舡作所取得的成果．除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发衰或撰写过的作品成果．对本文的研究做出重要贡献的个人和集体．均已在

3、文中以明确方式标明．'本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。靴敝懒氛P‘日期；珈7y车歹月-V日万方数据上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向豳家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅．本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文．保密口，在年解密后适用本授权书．本学位论文属于不保密口。(请在以上方框内打“4一)学位论文作者签名。甬．日期．压怍

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10、砖‘M耐蝌孵潮啊。答辩蚕员会成员签名职务撼名职称单位主席薜是东华大学羹璺何圣兵研究员tI．空暹犬掌蹲坟罩辛学0J黑譬麓羹员周天舒华东师范大掌委员金放鸣t膏宪露又譬弹凌科々}岛上控譬麓’蚕贯许振明t鬻童蠢^^^摹鞯麓辩拿与j桎拿袋季金花副教授上海交通大学万方数据上海交通大学博士论文摘要废水资源化是现阶段水污染治理研究的重点与

11、难点。开发有效的污染物降解工艺并同时回收其中蕴含丰富的化学能是实现废水资源化的有效途径。微生物燃料电池是目前报道较多的废水资源化技术，但仍然受限于低效率，工艺复杂等缺陷。本文基于费米能级匹配的原理，提出了使用光阳极与光阴极构建双极可见光响应型光催化废水燃料电池的新思路。论文首先提出了一种制备可见光响应的钨基三氧化钨(W03／W)光阳极的新方法，在此基础上，通过优选与W03／W光阳极能级匹配的可见光响应型光阴极--Cu20／Cu光阴极、Pt修饰Si太阳能电池片(n／PVC)光阴极，成功地构建了双极可见光响应型光催化电池体系

12、，在实现有机污染物降解的同时，回收有机污染物的化学能，同时还可用于光催化自发分解水产氢。金属钨基三氧化钨(W03／W)纳米阵列有序结构光阳极材料的制备。以金属钨片为基底材料，将金属钨片经氧化预处理后在表面生成W03薄层，作为水热反应的晶种，通过水热反应制备金属钨基W03纳米阵列结构光阳极材料。水热反应体系中，以PEG(PEG)作为导向剂，以酸化的Na2W04溶液为水热反应液．，通过水热反应时间的控制可以分别得到具有纳米条阵列、纳米片阵列和纳米块结构的W03用光阳极。在水热反应过程中，PEG导向的机制是通过长链PEG大分子

13、在W03晶体的溶胶表面吸附，控制晶体生长的各向同性，使得晶体生长整齐有序。由于晶种是通过金属钨氧化形成的，因此晶种与金属钨基底以及有序生长的晶体之间保持了自然均质化的结合，并能表现出优异的稳定性和光电性能。由此制备的W03用光阳极材料禁带宽度为2．6eV，能够吸收波长为480nm的可见光，中性溶液中光电流密度可达2．