TiO_2纳米管阵列光电催化氧化处理氨氮废水.pdf

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1、第27卷第7期无机化学学报VoI．27No．72011年7月CHINESEJOURNALOFINORGANICCHEMISTRY1358—1362TiO2纳米管阵列光电催化氧化处理氨氮废水李丹丹刘中清颜欣郑剑刘旭(四川大学化学工程学院，成都610065)摘要：用电化学阳极氧化法制备了高度有序的钛基二氧化钛纳米管阵列薄膜。用场发射扫描电镜(FE．SEM)、X射线衍射(xRD)表征样品的形貌与晶型特征。以二氧化钛纳米管阵列为光阳极，石墨为对电极，测试了不同pH值和外加偏压条件下的光电流响应和光电催化氧化降解NHC1水溶液(以N计，100mg·L

2、-)的效率。结果表明：所制备的TiO。纳米管阵列具有锐钛矿和金红石的混晶结构．且主要晶型为锐钛矿。光电流响应的强弱与光电催化氧化效率的高低相对应，降解氨氮废水的最佳条件为pH=11，偏压为1．0V。关键词：TiO纳米管阵列；光电催化氧化；光电流响应；氨氮废水中图分类号：0614文献标识码：A文章编号：1001—4861(2011)07．1358—05Photo·electroCatalyticO~dafionofAmmoniaNitrogenWastewateronTiO2NanotubeArraysLIDan-DanLIUZhong-Qi

3、ngYANXinZHENGJianLIUXu(SchoolofChemicalEngineering,SichuanUniversity,Chengdu610065，China)Abstract：HighlyorderedTiO2nanotubearraysontitaniumsubstratewerepreparedbyelectrochemicalanodization．Fieldemissionscanningelectronmicroscopy(FE-SEM)andX—raydiffraction(XRD)wereusedtocha

4、racterizethemorphologyandcrystalformofthesamples．Photocurrentresponseandphoto—electrocatalyticoxidationeficiencyofammoniumchlorideaqueoussolutionwereevaluatedwithnitrogencontentof100mg‘L一atvariouspHvaluesandappliedvoltages，usingTiO2nanotubearaysasaphotoanodeandgraphiteasac

5、ounterelectrode．Theresultsshowthattheas-preparedTiO2nanotubearayspossessCO—crystalstructurewithrufleandanatasephases，mainlyanatasephase．Strongphotocurentresponsecorrespondstohighphoto-electrocatalyticoxidationeficiency，andweakresponsetoloweficiency．Theoptimumconditionsfora

6、mmonianitrogenwastewaterdecompositionarepHvalueof11andappliedvoltageof1．0V．Keywords：TiO2nanotubearray；photo—electricoxidation；photocurentresponse；ammonianitrogen来源于工业废水以及生活废水中的氨氮正影响对某些金属管道．尤其是铜管道产生腐蚀作用另着我们人类以及动植物的正常生活。大量的氨氮废外．管内还容易形成生物垢，这不仅容易堵塞管道，水未经处理或未达到标准直接排放到江海湖泊中，还影响了

7、热交换的效率Il_3】会造成水体富营养化．发生目前越来越常见的赤潮常见的处理氨氮废水的方法主要有物化法、化现象大量的藻类植物的生长还使得水中溶解氧的学法和生物法近年来新兴了一种将光化学氧化和浓度降低．这无疑对水体中生长的鱼类及水生生物电化学氧化方法相结合的一种高级氧化技术[4q0]构成严重的威胁。同时．在污水处理过程中，氨氮会TiO因其性质稳定、安全无毒、容易制备以及具有优收稿日期：2011-01．19。收修改稿日期：2011-03．18。国家自然科学基金(No．50774053)，四川省科技厅科技支撑计划(No．20o9GZ0224)资助

8、项目。通讯联系人。E-mail：301qzl@vip．sina．eom1360无机化学学报第27卷20／(。)图3偏压为1．0V不同pH下的光电流响应图2TiO纳米管阵列在空气中