TiO2纳米管电极的制备及其电催化降解苯酚.pdf

《TiO2纳米管电极的制备及其电催化降解苯酚.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第3l卷第9期应用化学V01．3lIss．92014年9月CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRYSep．2014-PbO2／TiO2纳米管电极的制备及其电催化降解苯酚洪萍。王凤武¨徐迈魏琳方文彦魏亦军朱传高(“安徽大学化学化工学院合肥230601；淮南师范学院化学与化工系淮南232001；。安徽理工大学化学工程学院淮南232001)摘要采用阳极氧化法和脉冲电沉积制备出卢一PbO：改性TiO纳米管(卢一PbO：／TiO：一NTs)电极，通过扫描电子显微镜(SEM)、x射线衍射(XRD)和x射线光电子能谱(XPS)等技术手段对制

2、备的一PbO：／TiO．NTs电极的表面形貌和结构进行了表征。结果表明，该方法成功地将．PbO纳米颗粒分散在TiO：纳米管中，通过电催化降解苯酚评价了一PbO：／TiO-NTs电极的电催化活性，实验结果表明，在TiO一NTs中电沉积卢一PbO提高了电极的电催化活性，对苯酚的降解达到83％。关键词TiO：纳米管，脉冲电沉积，卢-PbO，电催化，苯酚中图分类号：0643文献标识码：A文章编号：1000-0518(2014)09．1096-05D0I：10．3724／SP．J．1095．2014．30559自1972年Fujishima、Honda等报道了

3、TiO作为光电极在紫外光照射下能光解水以来，TiO因其价格低廉、无毒、性质稳定、催化活性高和光电性质优良等特点而受到人们的广泛关注从而被应用于太阳能电池J、光催化和电催化等方面。与其它形态的TiO：相比，阳极氧化法制备的高度有序的TiO纳米管阵列(TiO：NTs)具有更大的比表面积、吸附能力和更优越的电子传输能力，使其成为当前各国研究者密切关注的焦点。此外，由于TiONTs直接从金属Ti基底生长，与金属Ti结合牢固，不易脱落，延长了催化剂的使用寿命J。但由其受到较宽的能带隙和较高电阻的限制，使其光电催化性能受到了严重的影响J。为了克服这些缺陷、拓宽T

4、iONTs的应用领域，通常会对TiONTs内部或表面进行修饰改性以达到改善其光学性能、电学性能和催化性能等目的10-11]。Lin等利用电沉积的方法在TiONTs表面沉积一层CdS粒子膜形成双层异质结构增强了光催化裂解水的效率。Wang等到采用脉冲电沉积方法在TiONTs上沉积Pt，制备了氧化钛纳米管上负载Pt的具有高催化性能的电极，电催化甲醇实验结果表明，用脉冲电沉积法制备的Pt—TiONTs电极的催化性能得到大幅度提高。Sun等¨成功制备了ZnFeO／TiO复合纳米管阵列；发现该复合材料有较强的可见光响应性。Hou等¨首次报道了在紫外可见光照下，

5、Cu：O／TiONTs复合体系比TiO：NTs具有更高的光催化降解4-氯酚的效率。含有苯酚的工业废水，可以通过各种途径进入地下水、地表水和土壤中。由于酚类毒性强，被我国和美国环保局列入“水中优先控制污染物黑名单”。因此，寻求有效的方法去除苯酚是十分必要的¨。传统的生物或物理方法在处理这类污染物时效率过低。近年来，电化学氧化法在污染治理方面已经得到了人们广泛的认可，其中有高析氧过电势的二氧化铅及复合电极的制备尤其受到人们的关注¨‘。本文利用阳极氧化法在钛金属基底表面制备一层TiONTs阵列薄膜，然后采用脉冲电沉积方法在TiO：NTs上沉积／3一PbO，

6、运用SEM、XRD和XPS等手段表征电极，分析其形貌和结构，并以苯酚为处理对象研究其电氧化作用下苯酚的降解效果。1实验部分1．1仪器和试剂钛板(99％，天津阿法埃莎化学有限公司)、无水乙醇、丙酮、乙二醇、硝酸铅、苯酚和氟化铵等其它2013—11-08收稿，2013—12-20修回，2014-03—18接受国家自然科学基金项目(21176099)，安徽省高校优秀青年基金研究项目(2011SQRL138)，安徽省高校省级自然科学研究项目(KJ2012B176)，淮南市2013年科技计划项目(2013A4104)通讯联系人：王凤武，教授；Tel／Fax：0

7、554~863586；E—mail：fengwuwang@163．com；研究方向：电化学第9期洪萍等：JB—PbO／TiO纳米管电极的制备及其电催化降解苯酚试剂均为分析纯，溶液均采用二次蒸馏水配制。SEM使用荷兰FEI公司Sirion一200型扫描电子显微镜对样品表面形貌进行表征，电极的表面物相检测用荷兰PHILIPS的XPertPROXRD(Cu靶，A=0．1541841nm，扫描速率：0．02。／s)，XPS使用的是美国Thermo公司的ESCALAB250来分析电极表面元素组成和价态。HYL．A型系列恒流／恒压源(延吉市永恒电化学仪器厂)，电

8、化学性能测试使用的是AutolabPGSTAT302N电化学测试系统(瑞士万通中国有限公司)，采用三电极体系