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本文在玻璃碳基底上用电化学沉积法制备了一种CuInSe2/硫化物复合光电极,复合修饰层中还有聚硫堇、聚苯胺和一种含稀土氰桥混配物作为复配成分,该复合修饰光电极在可见光区具有优异的光电催化性能。以60W白炽灯为可见光光源,用此复合光电极研究了两种吩噻嗪染料亚甲基蓝(MB)和甲苯胺蓝(TB)的可见光光电催化降解行为。实验结果表明:在一定量双氧水存在下,两种染料分子均能在CuInSe2/硫化物复合光电极上通过可见光光电催化降解为无色矿化产物;在同样实验条件下,光电催化的总降解率明显高于单独使用光催化和电催化氧化降解手段时的降解率值。本论文共分为四章:第一章:文献综述本章主要介绍以下四个方面的内容:(1)研究背景;(2)半导体光电催化材料;(3)有机污染物的深度氧化技术;(4)本论文研究的意义、内容和学术创新点。第二章:CuInSe2/(Zn, Ag, Cu)S复合光电极的制备、表征和光电性质研究在玻璃碳电极上先用电化学沉积CuInSe2半导体光电材料,后用连续离子层吸附法沉积金属硫化物,成功制备了一种CuInSe2/(Zn,Ag, Cu)S复合光电极。用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDS)等分析技术对组成光电极材料的表面形貌结构和元素组成进行了表征;通过测定几种常用光源的发光光谱和发光强度特性,确认了白炽灯在可见光区作为实验光源的适用性;用开路电压、计时安培法和紫外-可见吸光光度法分别研究了该复合光电极在可见光区的光电性质和光电催化活性。结果表明,本实验所用的60W白炽灯在发光光谱和发光强度上都可作为模拟太阳光的可见光实验光源。当光源在距离1cm处垂直照射光电极时,该复合光电极的光致开路电压和短路电流分别为30mV和2.5μA,用白炽灯照射光电极约60min时,亚甲基蓝(MB)染料的初始降解率就可达到90%以上。第三章:CuInSe2/(Zn, Ag, Cu)S复合光电极可见光光电催化降解亚甲基蓝在以上工作基础上,用CuInSe2/(Zn, Ag, Cu)S复合光电极为工作电极,研究了亚甲基蓝(MB)模拟染料废水的光电催化降解动力学行为。实验探讨了外加偏压、溶液pH值、H2O2浓度、电解质种类、温度等因素对MB可见光光电催化降解效果的影响。结果表明:以60W白炽灯为可见光光源,光电极外加偏压0.7V,H2O2浓度0.23mmol·L-1,支持电解质为0.10mol·L-1的Na2SO4(pH=2.7),降解实验的温度为50℃时,初始浓度为0.05mmol·L-1,体积为40mL的MB溶液在该CuInSe2/(Zn, Ag, Cu)S复合光电极上有最佳的光电催化降解效果,光照40min时的总降解率就可达到80%,对比实验发现光电催化降解率远高于单独使用光催化降解和电催化氧化降解手段时的数值。其次,对MB的光电催化降解动力学数据分析发现,亚甲基蓝的初始浓度[MB]与外加双氧水浓度[H2O2]之间有内在关系,即在0.01-0.05mmol·L-1范围内,[MB]~ln ([H2O2]/[MB])呈良好的线性关系。此外,该复合光电极也呈现出良好的稳定性,在连续光照、反复使用200min后仍保持对MB染料的光电催化降解活性不变。第四章:CuInSe2/(Zn, Ag, Cu)S复合光电极可见光光电催化降解甲苯胺蓝为研究吩噻嗪类同系物染料的光电催化活性,以CuInSe2/(Zn, Ag, Cu)S复合光电极为工作电极,重点研究了甲苯胺蓝(TB)的可见光光电催化降解行为。实验发现:以60W白炽灯泡为可见光光源,外加偏压0.65V,H2O2浓度为0.90mmol·L-1,支持电解质为0.15mol·L-1的Na2SO4(pH=3.0),降解实验的温度为55℃时,初始浓度为0.04mmol·L-1,体积为40mL的TB溶液在此复合光电极上有最佳的光电催化降解效果,光照40min时TB的总降解率就可达到85%左右,对比实验发现光电催化的降解率值比单独使用光催化降解和电催化氧化降解手段时的降解率值提高了一倍以上。此外,与MB光电催化性能相似,TB的初始浓度[TB]与外加双氧水浓度[H2O2]之间也存在关系,即在0.01-0.04mmol·L-1小范围内,[TB]~ln([H2O2]/[TB])呈良好的线性关系。此外,该复合光电极也呈现出良好的稳定性,可连续光照、反复使用200min后仍保持对TB染料的光电催化降解活性不变。