电沉积ZnO膜电极光电催化降解含氮有机污染物研究

摘要

光电催化是一种电助的光催化氧化技术。通过施加外加电压将光催化过程中产生的光生电子转移到外电路，阻止光生电子和空穴的复合并生成更多的·OH，从而提高光电催化活性。本论文制备了具有光电化学活性的ZnO 薄膜，用以研究光电催化技术对含氮有机污染物的降解处理，主要研究内容如下：
　　 (1)用电化学沉积法在处理后的玻碳电极表面制备了ZnO 薄膜。采用现代物化表征手段，包括光电流响应、交流阻抗(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)，分别对ZnO 薄膜的光电化学性能、表面形貌和结构进行了表征分析。
　　 (2)研究了4-硝基酚（PNP）在ZnO 薄膜电极上的光电催化效果，考察了不同影响因素对PNP 降解的影响，结果表明：在外加偏压为1.0V，支持电解质(Na2SO4)浓度为0.1mol/L，溶液为自然pH 值（pH=6.3）时对0.05mmol/L的PNP2 小时的降解率达到98.8％，降解效果显著。
　　 (3)研究了苯并三氮唑（BTA）在ZnO 薄膜电极上的光电催化效果，优化了实验影响因素，结果表明：在外加偏压为0.8V，支持电解质浓度为0.1mol/L，溶液为自然pH 值（pH=6.3）时对0.2mmol/L的BTA 光电催化降解3 小时后，其降解率达到74.8％，降解效果明显。
　　 (4)以氨基比林为降解目标物，研究其在ZnO 薄膜电极上的光电催化降解，结果表明光电催化技术对氨基比林这一含有三个氮原子的含氮污染物的降解没有明显的优势；而在强氧化剂过硫酸钾（K2S2O8）存在的条件下，采用K2S2O8+UV联用处理，可获得氨基比林良好的降解效果，而且随着K2S2O8 量的增加，氨基比林的降解率明显提高。在优化条件，即支持电解质浓度为0.1mol/L，溶液为自然pH，过硫酸钾量为1mmol/L的条件下，对0.1mmol/L的氨基比林进行紫外光照降解，1h后，氨基比林降解率达到了91.8％，降解效果显著。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

2 电化学沉积ZnO 薄膜及其性能表征

3 电沉积ZnO 膜电极光电催化降解4-硝基酚研究

4 电沉积氧化锌膜电极光电催化降解苯并三氮唑(BTA)研究

5 电沉积ZnO 膜电极光电催化/过硫酸钾催化氧化降解氨基比林

6 全文总结

致谢

参考文献

附录1 攻读学位期间发表的论文目录