光電化學(xué)催化對(duì)水中染料的降解脫色研究.pdf

1、　　本文以高純石墨電極、二氧化鈦薄膜電極和甘汞電極，分別為陰極、陽(yáng)極和參比電極，以125W高壓汞燈為光源，研制出了具有“雙極雙效”的新型光-電-化學(xué)催化集成反應(yīng)器。對(duì)新型反應(yīng)器中陰、陽(yáng)兩極區(qū)的酸性大紅3R等染料溶液的催化降解脫色進(jìn)行了研究，系統(tǒng)的考察了影響染料催化降解的幾種因素，如陰極電位、染料溶液初始pH及催化劑亞鐵離子加入量等。在該新型催化反應(yīng)器中，在紫外光和陽(yáng)極偏壓作用下，當(dāng)陽(yáng)極槽中的二氧化鈦薄膜電極對(duì)水中酸性大紅3R等產(chǎn)生光電催

2、化降解脫色的同時(shí)，在一定條件下陰極槽中的染料也能被很好的催化降解和脫色，首次使陰陽(yáng)兩極同時(shí)降解有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)了“雙極雙效”。該新型催化反應(yīng)器的研制成功，使在原光電催化降解的基礎(chǔ)上，大大提高了反應(yīng)器對(duì)難降解有機(jī)物的催化降解效率。
　　在該新型催化反應(yīng)器中，陽(yáng)極偏壓是降低二氧化鈦薄膜陽(yáng)極上“電子-空穴”對(duì)復(fù)合幾率、提高陽(yáng)極光電催化效率的原因，而陰極還原產(chǎn)生的過(guò)氧化氫及其與亞鐵組成的電Fenton反應(yīng)則是賦予陰極對(duì)有機(jī)物催化降解的關(guān)鍵所在

3、。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在陰極液中支持電解質(zhì)硫酸鈉濃度為0.02mol·L-1、亞鐵離子濃度為0.036mmol·L-1、溶液初始pH=3和陰極電位-Ec=0.66V的情況下，陰極槽和陽(yáng)極槽對(duì)30mg·L-1的酸性大紅3R溶液的脫色降解率分別達(dá)到97.7%和87.5%，與雙極單效中的陽(yáng)極光電催化反應(yīng)器相比，新型高效催化反應(yīng)器的效率提高約110%。
　　進(jìn)一步的試驗(yàn)研究表明，該新型高效光電化學(xué)催化反應(yīng)器對(duì)活性艷紅、甲基橙、直接耐曬黑、堿性品