Au修飾TiO-,2-納米催化膜的制備、表征及其光電催化活性研究.pdf

1、該論文主要研究Au-TiO<,2>膜的制備及表征,并探討它們降解有機(jī)污染物的光電催化活性.以下是本論文主要研究結(jié)果: 1.利用直接光化學(xué)還原法使Au在TiO<,2>/ITO膜表面沉積制得Au-TiO<,2>/ITO膜,并通過漫反射光譜、XRD圖譜、SEM及光電化學(xué)技術(shù)等對(duì)其進(jìn)行了表征.以Au-TiO<,2>/ITO膜為光陽(yáng)極,研究了Au沉積修飾與外加電場(chǎng)聯(lián)用技術(shù)的可行性;研究了Au的沉積量、陽(yáng)極偏壓等因素對(duì)COD去除率的影響.研究表明,

2、Au沉積和外加偏壓相結(jié)合使用可以有效地抑制光生電子與空穴的復(fù)合,使TiO<,2>光催化氧化降解甲酸的效率大大提高. 2.Au(TiO<,2>)/ITO膜是一種新型的納米光電催化膜,它是利用光沉積法使Au沉積在TiO2顆粒表面上后,再把這種Au(TiO<,2>)膠體固定在ITO玻璃板上而制得,利用XRD圖譜、SEM顯微技術(shù)、漫反射光譜等技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了表征.以Au(TiO<,2>)/ITO催化膜為光陽(yáng)極,探討了利用金屬沉積與外加電場(chǎng)聯(lián)用技術(shù)

3、提高TiO<,2>光催化效率的可行性.實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,Au(TiO<,2>)顆粒表面形成了光生電子的捕獲阱促進(jìn)了界面電荷的轉(zhuǎn)移.盡管Au沉積能夠提高氧氣捕獲電子的效率,但是仍有相當(dāng)多的電子積聚在Au(TiO<,2>)/ITO膜上;因此,為了提高光催化效率,需要利用陽(yáng)極偏壓將這些積聚的光生電子轉(zhuǎn)移到光催化反應(yīng)體系之外.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)Au沉積與外加偏壓技術(shù)結(jié)合使用時(shí),TiO2降解甲酸的速率提高了3倍.Au(TiO<,2>)/ITO膜比Au-

4、TiO<,2>/ITO膜具有更好的光催化和光電催化活性,并且更穩(wěn)定. 3.用石墨板替代導(dǎo)電玻璃板作為TiO<,2>或Au(TiO<,2>)膜的載體制備TiO<,2>/G電極,并以該電極作為光電化學(xué)反應(yīng)器的光陽(yáng)極研究了甲酸的降解.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在TiO<,2>或Au(TiO<,2>)膜的光催化氧化和光電催化氧化以及石墨電極的直接和間接電化學(xué)氧化的協(xié)同作用下,以TiO<,2>或Au(TiO<,2>)/G作為光陽(yáng)極的反應(yīng)器在光電協(xié)同催化降解甲