【摘要】：有毒難生化有機(jī)染料廢水的治理因缺乏有效的處理方法成為了水處理領(lǐng)域的難點(diǎn),對(duì)人類和環(huán)境造成了極大的危害。本論文對(duì)制備的摻雜釩和鉛二氧化鈦薄膜進(jìn)行了表征和光催化研究。在此基礎(chǔ)上,制備了具有更高的析氧電位和一定催化活性的二氧化鉛電極,并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和可見光光電催化降解RhB的研究,提出可見光照射下的光電降解機(jī)理。 采用溶膠—凝膠法在玻璃表面制備釩離子摻雜的TiO_2薄膜(VD_x、VT_x,VB_x),和鉛離子摻雜的TiO_2薄膜(PbD_x、PbT_x)。通過XRD分析表明,晶型均為銳鈦礦型。在同樣摻雜摩爾比下,摻雜方式不同,薄膜所表現(xiàn)出的透過率也不相同。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),通過VD_x/PbD_x方式制備的非均勻摻雜的TiO_2薄膜具有更高的光催化活性,摻雜摩爾比存在一個(gè)最佳值。以光催化降解甲基橙水溶液的探針反應(yīng),結(jié)果表明:V/Ti摩爾比為1.0%的非均勻摻釩的TiO_2薄膜光催化降解甲基橙的表觀速率常數(shù)是純TiO_2的2.3倍。Pb/Ti摩爾比為0.5%的非均勻摻鉛的TiO_2薄膜光催化降解甲基橙的表觀速率常數(shù)是純TiO_2的2.52倍。 分析表明,摻雜金屬離子在薄膜內(nèi)部富集時(shí),作為TiO_2薄膜表面光生電子和空穴的捕獲位或復(fù)合中心的機(jī)會(huì)也大大減少,但摻雜金屬離子在TiO_2薄膜內(nèi)部的分布則分離了光生電子和空穴,增強(qiáng)了光生電子與空穴的分離效率。反而延長了激發(fā)電子的壽命,抑制了載流子的復(fù)合,同時(shí)電荷轉(zhuǎn)移電阻變小,電子更易于轉(zhuǎn)移,光電流響應(yīng)好。從而提高了TiO_2薄膜的光催化活性。 提出較為理想的摻雜是,摻雜物離子在TiO_2薄膜近表面處捕獲光生電子或空穴,隨后,被捕獲的電子或空穴遷移到TiO_2薄膜表面參與光催化反應(yīng)。 采用恒電位電沉積工藝制備了具有更高析氧過電位和一定催化活性的二氧化鉛電極,結(jié)構(gòu)表征結(jié)果顯示PbO_2電極為β與α晶型共存。薄膜表面平整,致密性好,厚度約為0.6μm。電極在可見光區(qū)有吸收,因此對(duì)太陽光的利用率較高。光電催化過程可完全在可見光下進(jìn)行。 通過XPS分析表明,PbO_2膜表面Pb價(jià)態(tài)為+4價(jià)。電化學(xué)阻抗分析表明,在可見光光照下PbO_2的電荷轉(zhuǎn)移電阻變小,具有良好的光電性能。 研究了羅丹明B(RhB)在PbO_2表面上的吸附對(duì)光電催化降解的影響,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出Langmuir吸附等溫方程Ce/q_e=1.30992X+30.8591。紅外光譜分析表明,PbO_2對(duì)RhB有吸附作用。 以RhB的降解反應(yīng)為探針反應(yīng),探討了光催化技術(shù)與電催化技術(shù)聯(lián)合對(duì)RhB的降解協(xié)同效果。結(jié)果表明,在本實(shí)驗(yàn)條件RhB的光電催化降解協(xié)同效應(yīng)因子f
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：X703.1
【圖文】：

兒shrna等人的理論和實(shí)驗(yàn)研究顯示Ti，_xPbxo:固溶體的禁帶寬度隨其組成x而變化。在此基礎(chǔ)上，趙高凌等設(shè)計(jì)了禁帶寬度梯度化的Til.xVxo:氧化物半導(dǎo)體光電材料，如圖3一9所示，以此保證能帶連續(xù)變化，無突變的勢壘。阻抗分析表明，Ti卜xVxO:的受主密度比TIO:的高。釩的摻入可能引起導(dǎo)帶最低能級(jí)下移

華南理工大學(xué)博士學(xué)位論文圖4一4為Ti02薄膜的斷面掃描電鏡的照片，其中可以看出，薄膜與玻璃底材結(jié)合致密，薄膜的厚度約為0.03pm左右。圖4一3TIO:薄膜(Pbn。.5)的^FM影像Fig.4一3.AFMmagesofTi02film(PbDo.5)圖4一4TIO:薄膜斷面的SEM圖Fig.4一4.SEMeross一seeti

華南理工大學(xué)博士學(xué)位論文圖4一4為Ti02薄膜的斷面掃描電鏡的照片，其中可以看出，薄膜與玻璃底材結(jié)合致密，薄膜的厚度約為0.03pm左右。圖4一3TIO:薄膜(Pbn。.5)的^FM影像Fig.4一3.AFMmagesofTi02film(PbDo.5)圖4一4TIO:薄膜斷面的SEM圖Fig.4一4.SEMeross一seeti

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 王洪芬;涉海抗菌耐蝕性TiO_2復(fù)合薄膜的制備及其性能研究[D];中國海洋大學(xué);2010年

2 崇立芹;印染廢水水煤漿制備及其污染排放特性的研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 任衍燕;摻銻、鈰SnO_2薄膜光陽極的制備及其光電催化降解水中有機(jī)物的研究[D];太原理工大學(xué);2008年

2 張瑞蓉;CdSe薄膜電極改性及其光電催化性能研究[D];西安理工大學(xué);2010年

3 伏芳霞;光電催化及吸附—電化學(xué)聯(lián)合技術(shù)處理難降解廢水研究[D];浙江工商大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2754260