【摘 要】
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等离子体电解氧化（PEO）技术,作为一种新型的催化膜层制备方法,在工艺操作、膜层形貌调控、膜层附着力等方面具有独特的优势,是一种很有潜力的催化膜制备技术。然而,PEO膜往往存在膜层组分单一、活性组分难以大量引入的缺点,催化应用受限。鉴于此,本文以引入活性组分并提升其在PEO膜层中的含量为重心,尝试将膜层应用于非均相光芬顿催化体系,具体工作如下:（1）调节电解液配方,在钛基体上制备O2、Fe3O4/
【基金项目】
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国家自然科学基金（No.21676095,No.21376088）
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等离子体电解氧化（PEO）技术,作为一种新型的催化膜层制备方法,在工艺操作、膜层形貌调控、膜层附着力等方面具有独特的优势,是一种很有潜力的催化膜制备技术。然而,PEO膜往往存在膜层组分单一、活性组分难以大量引入的缺点,催化应用受限。鉴于此,本文以引入活性组分并提升其在PEO膜层中的含量为重心,尝试将膜层应用于非均相光芬顿催化体系,具体工作如下:（1）调节电解液配方,在钛基体上制备O2、Fe3O4/TiO2、Fe3O4/WO3/TiO2三种PEO膜层。在电场效应、热效应和离子注入效应的作用下,电解液中的铁、钨元素较大量地进入膜层,使原本平整光滑的多孔膜层表面出现纳米球状突起和珊瑚绒碎屑结构。Fe3O4的引入,赋予膜层非均相芬顿反应的催化活性,Fe3O4和WO3的引入与TiO2构成半导体复合,将膜层的吸收光谱扩展到可见光波段。三种膜层分别在暗条件和可见光条件下催化苯酚降解,其中,Fe3O4/WO3/TiO2膜层在可见光下的催化性能最佳,180 min时苯酚降解率达97.5%,240 min时苯酚全部被降解。（2）采用浸渍-热处理的后处理方式,在Fe3O4/TiO2、Fe3O4/WO3/TiO2两种PEO膜上负载FeOOH,提升膜层表层的铁含量。经过后处理,膜层仍然保持多孔结构,表面出现许多晶粒、晶块和片层,吸收光谱波长进一步“红移”,可见光波段的吸光性能增强。后处理对膜层催化性能提升明显,采用Fe3O4/WO3/TiO2+FeOOH膜层,暗条件下300 min时苯酚降解率可达71.1%,可见光下120 min苯酚降解率达97.5%,可见光下180 min时苯酚全部降解。非均相芬顿反应和半导体光催化反应具有良好的协同作用。（3）多次重复利用后,Fe3O4/WO3/TiO2和Fe3O4/WO3/TiO2+FeOOH膜层催化性能缓慢下降,推测其主要原因是羧酸铁配合物的形成导致催化膜失活。采用紫外光照分解羧酸铁的方式对催化膜进行再生,再生后催化膜性能恢复至接近初次使用的水平。
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