钛基TiO_2纳米管阵列电极的光电催化性能

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1、第25卷第2期无机化学学报Vol．25No．22009年2月CHINESEJOURNALOFINORGANICCHEMISTRY334~338钛基TiO2纳米管阵列电极的光电催化性能孙岚＊李静王成林林昌健杜荣归陈鸿博(厦门大学化学化工学院化学系，固体表面物理化学国家重点实验室，厦门361005)摘要：应用电化学阳极氧化法在纯Ti基底上制备高度有序的TiO2纳米管阵列，考察了Ti/TiO2光阳极的光电化学响应。以苯酚溶液为目标污染物，研究Ti/TiO2电极的光电催化性能，并与光催化性能进行比较。结果表明，该电极光电催化性能优于光催化性能，施加0.6V电压时，光电催化

2、性能最好。电化学阻抗谱分析显示，光电催化和光催化降解过程的速控步骤均为表面反应步骤，外加偏压减小了界面电荷转移阻抗，提高了光生载流子的分离效率。关键词：TiO2纳米管阵列；光电化学响应；光电催化；苯酚中图分类号：O614.41+1;TQ426.8文献标识码：A文章编号:1001-4861(2009)02-0334-05PhotoelectrocatalyticPropertyofTitaniumBasedTiO2NanotubeArrayElectrode＊SUNLanLIJingWANGCheng-LinLINChang-JianDURong-GuiCHENHo

3、ng-Bo(TheStateKeyLaboratoryforPhysicalChemistryofSolidSurface,DepartmentofChemistry,CollegeofChemistryandChemicalEngineering,XiamenUniversity,Xiamen,Fujian361005)Abstract：TiO2nanotubearrayswerepreparedbytheelectrochemicalanodizationonpureTisurfaces,andtheirphotoelectrochemicalactivity

4、wasexamined.ThephotoelectrocatalyticpropertyofTi/TiO2electrodewasevaluatedbythedegradationofphenolaqueoussolutionandcomparedwithitsphotocatalyticperformance.TheresultsdemonstratedthatthephotoelectrocatalyticdegradationrateofphenolsolutionforTi/TiO2electrodewashigherthanitsphotocatalyt

5、icdegradationrate.Thehighestphotoelectrocatalyticlevelcouldbeachievedwhenthebiaspotentialof0.6VwasappliedontheTi/TiO2electrode.TheresultsofEISanalysesrevealedthatthesurfacereactionstepwastheonlyratelimitingstepeitherforthephotocatalyticprocessorforthephotoelectrocatalyticprocess.Theex

6、trabiaspotentialcoulddecreasethevaluesoftheelectron-transferresistanceandincreasetheseparationefficiencyofphotogeneratedelectron-holepairs.Keywords：TiO2nanotubearray;photoelectrochemicalresponse;photoelectrocatalysis;phenol酚类化合物是废水污染物的重要组成部分，主和有机酸等在紫外光照下进行降解[4~6]，取得了较好要来源于化学、石油化工、食品加工

7、以及生物技术等的效果。然而，复合材料膜层的比表面相对较小，与工业。目前采用传统的水处理技术对含有难以降解基体结合较弱，催化活性降低较快，使用寿命短，难的酚类污染物所达到的处理水平尚不能令人满意[1,2]以实现工业化应用。近年来，利用电化学阳极氧化法。自Hond和Fujishima等[3]提出电化学辅助光催化技在Ti基体上制得的TiO纳米管阵列电极已经引起2术即光电催化以来，许多研究者应用此技术以TiO2了人们极大的关注，与纳米TiO2薄膜相比，TiO2纳薄膜为光阳极对水中的有机污染物如氯苯酚、染料米管阵列具有比表面积和量子阱效应高，纳米管尺收稿日期：2008-10

8、-14。收