一种新型光电催化反应器的研制及甲酸的光电催化深度氧化.pdf

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1、第24卷第5期催化学报2003年5月Vol.24No.5ChineseJournalofCatalysisMay2003文章编号：0253-9837（2003）05-0338-05研究论文：338"342一种新型光电催化反应器的研制及甲酸的光电催化深度氧化安太成1，2，张文兵1，朱锡海2，熊亚2，盛国英1，傅家谟1（1中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室，广东省环境资源利用与保护重点实验室，广东广州510640；2中山大学化学与化学工程学院，广东广州510275）摘要：研制出一种新型的悬浮态光电催化反应器，并以甲酸为研究对象，对该光电反应器进行了光电流增

2、强和COd脱除的表征.研究了光催化、电催化氧化及光电协同催化体系降解甲酸的电压-电流曲线.数据表明，在相同的电压下，光电协同催化体系的电流远高于电化学氧化体系的电流与光催化体系中光电流之和.同时，还研究了一系列物理化学因素如外加电压、光催化剂浓度和空气流量等对光电催化反应的影响.实验结果表明，自行研制的新型悬浮态光电催化反应器具有良好的协同效应，且所需光催化剂的最佳浓度远低于其他同类光电催化反应器的最佳浓度.在该光电催化反应器中，压缩空气可有效地增强传质效应和悬浮态中光激发的TiO颗粒在电极表面的碰撞几率，从而使得外电场可有效地捕获光生电子.2关键词：光催化，光电催化，光

3、电催化反应器，甲酸，废水处理，化学需氧量中图分类号：O643／X7文献标识码：AANovelphotoelectrocatalyticreactorandphotoelectrocatalyticAdvancedoxidationofFormicAcidANtaicheng1，2!，ZHANGWenbing1，ZHUxihai2，xIONGYa2，SHENGGUOying1，FUJiamO1（lStatekeyLaboratoryofOrganicGeochemistry，GuangzhouinstituteofGeochemistry，TheChineseacademy

4、ofSciences，Guangzhou5l64，Guangdong，China；ZSchoolofChemistryandChemicalengineering，Zhongshanunioersity，Guangzhou5lZ75，Guangdong，China）Abstract：Anovelpoly-functionalslurryphotoelectrocatalyticreactor，inwhichtitaniumplatewasusednotonlyasagasdistributorbutalsoasacathodeofreactor，wasdesignedan

5、dcharacterizedbythephotocurrentenhance-mentandCOdremovalefficiency.Boththecurrentsofphotoelectrochemicalandelectrochemicalprocessesin-creasedsignificantlywiththeincreaseoftheappliedvoltage.Moreover，theformerisalwayshigherthanthelat-ter，eventhesumofthelatterandthephotocurrent，indicatingtha

6、tthereexistsasynergeticeffectinthecur-rents.BycomparisonoftheCOdremovalkineticsforthethreeprocesses，directelectro-oxidation，photocataly-sisandphotoelectrocatalysis，anapparentphotoelectrochemicalsynergiceffectinCOdremovalwasobservedinthenewreactorfortreatmentofwastewatercontainingformicaci

7、d.Theeffectsofvariousfactors，suchasap-pliedcellvoltage，catalystconcentrationandair-flow，onthephotoelectrocatalyticdegradationofformicacidwereinvestigated.TheCOdremovalefficiencyincreasesintherangeoflessthan5V，thennomorechangeex-istswiththeincreaseofappliedvoltage，bu