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1、2 0 0 6 年全国太阳能光化学与光催化学术会议专辑B i 2 W 0 6 电极光电催化降解R h B 的研究李金坡，艾智慧，贾法龙，张礼知华中师范大学，化学学院，农药与化学生物学教育部重点实验室，武汉，4 3 0 0 7 9关键词：光电催化；R h B ；B i 2 W 0 6 电极 分类：光催化在环境保护中研究1 引言 2 0 世纪8 0 年代后期，光催化氧化技术开始应用于环保领域，以降解不可生 化处理的有机污染物【l 】。光电催化处理技术是利用外加电压( 电流) 的方法减少 电子与光致空穴的简单复合，从而提高光催化的效率。电极作为催化剂的负载体， 有利于催化剂的回收和重复利用。本文通过
2、以T O 玻璃为基体制备了一种负载 型的B i 2 W 0 6 电极，具有良好的光电催化效果。通过电化学的循环伏安和交流阻 抗的分析，得出光电催化降解R h B 过程中光与电之间存在协同催化的作用。 2 实验 催化剂B i 2 W 0 6 采用水热法【2 】实验室自制。B i 2 W 0 6 电极的制作过程采用 d o c t o r - b l a d e 法在I T O 玻璃上刮涂成膜，6 0 0 C 烘干3 h 后在4 5 0 0 C 煅烧2 h 后使 用。R h B 溶液初始浓度为5 m g L 。反应溶液体积1 0 0 m l ，每次取样1 5 m l 。光谱 扫描用S c i n
3、c o S 31 0 0 紫外可见分光光度计。 3 结果与讨论 R h B 直接电降解、光催化、以及光电催化下的降解均采用同一反应器( 光源 采用5 0 0 W 钨灯L 4 2 0 n m ) 。R h B 在该体系下的光降解率为2 左右。R h B 的光 催化的效率达到3 6 8 ，明显高于R h B 的直接光作用。这可能是光催化剂存在 产生的光致空穴氧化降解了R h B ；R h B 在光电催化共同作用下降解率高达 8 7 6 ，高于电降解率和光催化简单的加和。说明在降解R h B 的过程中电与光在 B i 2 W 0 6 电极上存在协同的作用。 在B i 2 W 0 6 电极的循环伏安曲
4、线中可以看出在1 0 V 左右有一个峰( 图略) 。 在1 0 V 处做交流阻抗，得电降解过程的图2 和光电降解过程的图3 。从图3 可 以看到有一个明显的峰出现，这个峰对应的是R h B 的光催化降解。在小图上的 两个峰，对应的是R h B 的吸附光催化降解和由于扩散控制的R h B 的光催化降解。 从图3 可以看出在电极上有两个反应发生，分别对应的是R h B 光催化降解和R h B 电降解。对比在没有光照下的电降解图( 图2 ) 可以知道在光的照射下，电降解 的容抗弧变小了一些。说明在有光的作用下催化剂的光生电子和空穴的分离，增 强了电极的导电性，电流的增加有利于电降解的进行。4 结论
5、B i 2 W 0 6 电极在光电共同作用下能够很好的降解有机物R h B ，且光电催化存 在着协同的效应，能够明显加速有机物R h B 的降解。B i 2 W 0 6 电极进行光电降 解时在电化学交流阻抗图的高频区出现两个容抗弧，可能分别对应吸附和扩散的 R h B 光催化降解。与图3 相比，图2 的容抗弧直径3 7 5 H z 比图2 的容抗弧直径2 0 0 6 年全国太阳能光化学与光催化学术会议专辑5 0 0 H z 要小，说明在光的存在下反应电阻较小，比单纯的电降解反应更加容易进 行。也说明了该电极在光电作用下降解R h B 过程存在着协同作用。图10801 0 01 2 0T i m
6、 e ( r a i n )R h B 的降解Z o h m图2B i 2 W 0 6 电极光电降解的电化学阻抗1 0 VV SS C E8 04 0 0 0O8 0 0 01 2 0 0 01 6 0 0 02 0 1 0Z o h m图3B i 2 W 0 6 电极电降解的电化学阻抗1 0 VV SS C E参考文献【1 】P a l o m b a r i ，R o b e r t o ，R a n c h e l l aM i c h l e l ，e ta 1 O x i d a t i v ep h o t o e l e c t r o c h e m i c a lt e c
7、h n o l o g yw i t hT i T i 0 2a n o d e s S o l a rM a t e r i a la n dS o l a rC e l l ，2 0 0 2 ，7l ( 3 ) ；3 5 9 3 6 8【2 】2J i a g u oY u ，J i a n f e n g X i o n g ，e ta 1 H y d r o t h e r m a lp r e p a r a t i o na n dv i s i b l e 1 i g h tp h o t o c a t a l y t i ca c t i v i t yo fB i 2 W 0 6p o w d e r s J o u r n a lo fS o l i dC h e m i s t r y17 8 ( 2 0 0 5 ) 19 6 8 19 7 24 7盯婪。分一篡llll翟嚣撕。
