TiO2/生物炭光催化及电极界面电荷传递研究

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生物炭材料因其来源广,可再生及结构特性而广泛用于太阳能电池,超级电容器和锂离子电池等领域。而TiO2具有结构稳定、无毒、价格低廉、光催化降解有机污染物能力强等特点,是光催化领域研究中的热点材料。本文以生物炭梧桐絮(PTF)作为碳源,以钛酸四异丙酯为原料,制备TiO2/C复合材料(TFx)。在烧结温度为900℃,烧结时间为5h的条件下,对不同钛碳质量比的TiO2/C复合材料(TF1、TF2、TF3、TF4和TF5)的光催化性能进行了研究。降解亚甲基蓝(MB)的实验结果表明,所制备的不同钛碳质量比的TiO2/C复合材料的光催化性能优于德固赛P25,其中在钛碳质量比为1:3达到最佳。本文还研究了 IB 和 VIB 族金属(Cu,Ag,Au,Cr,Mo,W)在 1 MNa2SO4电解液中的电化学阻抗谱。通过Randle等效电路拟合金属的阻抗谱得到电荷传递电阻(Rct)。研究结果表明,IB和VIB族金属的电荷传递电阻表现出周期性规律。金属的标准电极电势越大,电荷传递电阻越大。VIB族金属的电荷传递电阻比IB族金属的电荷传递电阻大。铝电解中以石墨作为阳极,阳极的电荷传递受温度、电压、搅拌、电极表面积及其粗糙度的影响,对铝电解过程的效率有重要影响。本文采用电化学阻抗谱技术研究阳极电荷传递过程。通过调整电极在电解质的插入深度来改变电极表面积,用不同目数的砂纸打磨改变电极表面的粗糙度。阻抗谱用Randle等效电路拟合。研究结果表明电荷传递电阻取决于温度、电压、搅拌、电极表面和表面粗糙度。升温、加电压和搅拌可以减小石墨电极在电解质中的电荷传递电阻。石墨电极表面越粗糙,反应程度越高,电荷传递电阻越小,且表面积越大,电荷传递电阻越大。
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