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1、电化学辅助T i O : 光催化降解活性染料的研究 ; 铁钱斡哟 七 几 村料研究所。 L 几 击维交 热 巨 利认有版公 t. - 2 W0 8 2 , 摘要 砚 提 拉 镀 膜 的 方 法 把T iO , 膜 覆 在 导 电 玻 璃 0 T 0 ) 表 面 ， 研 究 电 化 学 辅 比T io , 州洲 七 处 X ;( ; l l fir 水的I 二 i . s ; IGoJ 因素 :夕 、 加偏Ii : 、 p H 2, T - $ 1l l i kj 质 尝if A l l l . 金r14 ! !一 = f “ , j , 对 r io , 进行改 性以 提高光 催 化效率 通过
2、人 晕实 验得出 电 化 学 辅助 T iO , 光 催化 舒角 石 舀 卜 染+ I K - 2 B P 的 最住 _ 艺条件。 关 键 词T iO , 膜 固 定 化 光 电 催 化 ， 苍 击 挂 f 魔 K - 2 B 色 r之 一 一 活性染料品种极多，由于其用法万便、简单，在纺织纤维业中用量很大， 而在染料生产废水及印染废水中含有大量的染料分子及染料中间体.如不加处 理直接排放到环境中去，会造成严重的环境污染印染废水的处理目前普遍采 用生物法，但由于印染废水的可生化能力较差，尘物法处理的效果不是太佳 本研究采用光电催化的方法，为工业印染废水处理提供可靠技术的参考数据。 一 、光电催
3、化的机理 T i O : 在大于其带隙能 ( 3 .2 e V ) 的 紫外光的激发下会发生电子跃迁， 从而电 子 和空 穴 发 生分 离 ，电 子被 激 发 进入 导 带， 在 价 带中 产生 空 穴， 在T i q - H p体 系 中导 带中的 空 穴向T i O : 表面 迁移， 到 达和 水 接触的 表面 后发生 系 列 化 学反 应，生成氧化能力很强的 O H - ，产生的 O H . 可以氧化并降解多种有机物，如氯 代芳烃、表面活性剂、染料、农药及杀虫剂。空穴和电子 的分离程度直接关系 到光催化降解有机物的效率，故如何促进和提高空穴和电子的分离成为光触媒 应用研究的重点。 据 V
4、 in o d g o p a l 等的报道，用三电 极系 统外加电压的 方法， 可以 利用电 场来 使 得电 子 通过 外电 路流出T i o , ， 使空穴 和电 子得 到良 好的分 离效果， 这样T iO , 粒子上 富集空穴，和水发生反应的空穴就会增多，溶液中的O H - 浓度将会加大， 并因此可以提高光降解的效果。 _ 、实验部分 1试剂与仪器 试剂: 钦酸丁酚分析纯 异丙醇分析纯 三乙醇l)分析纯 聚乙二醇分析纯 仪器: 1 1 W低压汞灯上海金光灯具厂 Z D - 3 型恒电位仪上海方正电子仪表厂 P H B - 2 型便携式P H计上海三信仪表厂 7 5 1 一 型分光光度计上
5、海分析仪器厂 2实验方法 溶胶山化学纯的异丙醇、水、钦酸丁酷、三乙醉胺和聚乙混合二醇配成， 不同的摩尔比得到不同的配比溶胶，用提拉镀膜法在导电玻璃表面涂覆上一层 溶胶，待溶胶在空气中千燥后置于电阻炉内，缓慢升温至 4 5 0 以上并保温一 定时间后 于 炉中自 然冷却， 即 可实 现T i O : 光触 媒膜在导电 玻 璃表面的固定 化。 实验装置如图 1所示。按三电极系统的连法，以导电玻璃为工作电极、饱 和 甘汞电 极 为 参比 电 极、 铂 片 为 对电 极 ， 处 理 溶液 为2 0 m g / L 的K - 2 B P 溶 液。 一5 5 - 以紫外光照射在工作电极上，来对染料进行光电
6、催化降解。 光度来标定溶液中K - 2 B P的含量 通过测定浴液的吸 盐桥 紫外光源 工乍电极 参比电极 电磁技拌 铂对电板 图 I实验装胃 三、结果与讨论 3 . 1 光催化与光电催化的比较 光催化目前存在的问题很多，其中倍受关注的问题就是其催化效率，光生 的电子和空穴很容易再次结合而不起作用，为此研究者们用了各种方法，如重 余 属 掺 杂( 如P t , A g ) 、 半 导 体 掺杂 如W O , . S R O , ) . 溶 液中 加 入 易 和电 子 结 合的电解质等，本文研究用外加电压的方法来强制使电子通过外电路流出，从 而达到提高光催化效率的目的。 图2为溶液的吸光度变化曲
7、 线，从图中可以看出，在仅有光照的情况F ， 洛液的吸光度变化很小，说 明紫外光对K - 2 B P有一 定的光分解作用，但作用不 很明显，3个小时内把 K - 2 B P降解了4 3 %;在有光催化剂的情况下，K - 2 B P被 分解的量明显加大，3个小时内可以把 K - 2 B P降解 7 2 . 3 %，与之相对应若再加 上外电压，则 K - 2 B P的降解量进下步加大，3个小时内基本上完全降解。从而 可以证明外电压对光催化有着很强的促进作用。 一 、 、丈之- 1 ， . . 卜. 光催化 光电催化 叫卜 -空白实验 06肠归03脚010 翻衬彭 23 光照时闪 ， h 图2光催化
8、与 光电催化处 理溶液吸光度变化比 较 参考文献 符 小荣 等 . Tie 用化学 . 1 9 9 7 . 1 4 ( 4 ) : 7 7 课湘萍 等 环I污染与 防治 二9 9 4 . 1 6 ( 1 5 ) : 5 K ,V i n o d g o p a l e t a l . I .P h y s .C h e m - 1 9 9 3 . 9 7 : 9 0 4 0 . 9 0 4 4 D o n g H A u n K i m e t a l. E n , i ro n m e n t a l s c i e n c e &T e c h n o lo g ) . 1 9 9 4 . 2 8 ( 3 ) :4 7 9 5 . H is a o H i d a k a e t a l . 1 . P h y s C h e m. 1 9 9 5 . 9 9 : 8 2 4 4 一5 6一
