BiOCl/Ti-Pt光催化(敏化)燃料电池降解与产电性能研究

摘要

本研究在前期制备的Bi203薄膜的基础上，通过对其在酸性条件下氯化，制备了的BiOCl薄膜。其片状花瓣形微观结构不仅仅增大了表面积，同时也可以使入射光在BiOCl表面多次反射，形成光陷阱，提高光能利用率。rn 所制备的BiOCl薄膜作为光阳极，应用于光催化燃料电池体系中，利用罗丹明B作为“燃料”，分别在紫外光和可见光照射的条件下测定了其光催化降解及产电性能，其库伦转换效率可以分别达到26.2%和24.4%。在紫外光照射的条件下，其开路电压为0.655V,短路电流为0.0116mA/cm2,ff因子0.39。由于BiOCI禁带宽度为3.0eV，其被紫外光激发产生光生电子和空穴，空穴具有极强的氧化能力，而光生电子可以通过外电路转移到Pt阴极，产生电流，同时在阴极还原O2，产生O2·-进一步氧化污染物。而在可见光照射时，其开路电压为0.639V，短路电流为0.0052mA/cm2,ff因子0.18。虽然BiOCl不具有可见光相应，但其吸附的罗丹明B分子可以被可见光激发产生电子，光生电子首先转移到BiOCl导带，进一步转移到阴极产生电流和O2·-。除了罗丹明B，其他染料也被用作“燃料”进行降解产电。据报道平均每天有超过400吨染料在生产，运输和使用的过程中被排放到环境中，基于BiOCl的光催化燃料电池是一种很有前景的处理该类废水并回收能量产电的新技术。