苯酚在固定态TiO2上光电催化降解的研究

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1、太原理工大学硕士学位论文苯酚在固定态TiO<,2>上光电催化降解的研究姓名：郭向丹申请学位级别：硕士专业：应用化学指导教师：孙彦平2003.6.1太原理工大学硕士学位论文p5耍8295苯酚在固定态Ti0。上光电催化降解的研究摘要本文以涂覆法制备了固定态TiO。薄膜，并对其进行了XRD、SEM和电化学阻抗等表征。以250W高压汞灯(365nm)为侧光源，该固定态TiO：薄膜为工作电极，铜片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，建立了三电极的光电催化体系，选择具有代表性的难降解芳香族有机污染物之一一苯酚作为降解对象，对其在固定态TiO。上的光电催化降解进行了研究。考察了外加

2、电压，溶液的初始pH值，光强，苯酚溶液的初始浓度，Ti0：薄膜厚度等因素对苯酚降解速率的影响。并探索了苯酚光电催化降解后可能的中间产物以及0。和金属离子(Fe3+和Cu“)作为电子受体在光电催化过程中的作用。本文采用分光光度法测定苯酚降解过程的浓度；采用总碳分析仪来测定溶液的TOC值，以衡量苯酚溶液的矿化太原理工大学硕士学位论文程度；‘通过UV—VIS测定了苯酚的光电催化降解反应性能；并通过GC-MC测定了苯酚降解后可能的中间产物。结果表明：与传统的TiO：固定化方法相比，此涂覆法具有工艺简单，廉价，易控制催化剂晶型等优点，制得的薄膜中的TiO=均为锐钛矿晶型，具有

3、良好的光电催化性能，可以有效的降解水溶液中的苯酚。苯酚在固定态TiO。上的光电催化降解以及光催化降解都服从准一级反应动力学方程。其中苯酚光电催化降解速率优于光催化降解速率，更优于光氧化降解速率。外加阳极偏压时苯酚的降解速率优于外加阴极偏压时苯酚的降解速率，并且提高外加阳极偏压，光强，苯酚的初始浓度，以及增加薄膜厚度都有利于苯酚的光电催化降解，但上述因素都存在最佳值。苯酚光电催化降解适宜的初始pH值为3。苯酚光电催化降解过程中可能的中间产物有丙烯，丁烯，丙烷，乙二酸，丁二酸等。02作为电子受体可以大大提高苯酚的光电催化降解速率。Fe3+和Cu2+由于具有较正的还原电位

4、，也可以作为电子n太原理上大学硕士学位论文受体参加反应，考利于苯酚懿光电催化降髂，因时Fe”和Cu2+的浓度也降低了，这种光电催化法对于既含有有机污染物又含有无枧污染物的废水的处理将具有深遴的意义。但在Fe”和Cu缸作为电子受体时苯酚的降解速率不如0：馋戈逛子受体时的降解速率炔，这与貔还原瑟生成的·铡具有强氧化性有关。关键词：苯酚，固定态二氧化钛，光电催化，氧，金属离子III太蹶理王大学颈士学位论文STUDYONT珏Ep狂oTOELEC譬ROCATA￡yTlCDEGRADATION0FPHENOLONIMMOBILIZEDTi02Inthispaper,immobi

5、lizedTi02thinfilmwasp揩昝则bYcoatingtechniqueandWaScharacterizedbyXRD、SE鹾andelectrochemicalimpedence．A250WUVlamp(365rim)wasusedaslightsource。Thephotoelectrochemicalsystemconsistedofthreeelectrodes：immobilizedTi02thinfilmWasusedastheworkingelectrode．Cuplate∞thecounterelectrodeandsaturatede

6、alomelelectrode勰thereferenceelectrode．Oneofthemosttypicalanddifficultlydegradatedaromaticcompounds--phenolWaStheobjectivesubstance。ThephotoeleetrocatalyticdegradationofphenolontheimmobilizedTi02thinfilmwasstudied。TheeffectsofsomefactorssuchasbiaS，initialpHvalueofsolution，lightintensity

7、,initialconcentrationofphen01．thicknessof也infilmonthedegradationrateofphenolwerealsoinvestigated．Thepossibleintermediatesandtheeffectsof02andmetalions(Fe3+andcu2+)aselectronacceptorsrespectivelyWerealsostudied．Inthispaper,theconcentrationofphenolwasdeterminedbyaspectrophotometer；theⅣ