铵盐中阴离子对悬浮TiO2光电催化活性的影响

2010年2月电镀与精饰第32卷第2期(总203期)·7·文章编号：1001—3849(2010)02-0007—04铵盐中阴离子对悬浮Ti02光电催化活性的影响周丽娜，白佳威，李媛娣，张文杰(沈阳理工大学环境与化学工程学院，辽宁沈阳110159)摘要：研究了在硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵及磷酸铵四种不同的电解质溶液中，悬浮TiO，和钛电极复合体系的光电催化降解效率。实验结果表明，电解质的浓度和钛电极上的外加电压对光电催化降解甲基橙的活性有较大影响。在一定条件下，磷酸铵会促进光催化反应进行，氯化铵对光催化反应有抑制作用，而硫酸铵和碳酸氢铵对光催化反应的促进作用不明显。关键词：光电催化降解；二氧化钛；甲基橙；铵盐中图分类号：X703文献标识码：AEffectofAnionofAmmoniumSaltonSuspendedTi02PhotoelectrocatalysisActivityZHOULi-na，BAIJia—wei，LIYuan-di，ZHANGWen-jie(SchoolofEnvironmentalandChemicalEngineering，ShenyangLigongUniversity，Shenyang110159，China)Abstract：PhotoelectrocatalyticdegradationefficienciesofasuspendedTi02andTielectrodescompositesystemindifferentammoniumsaltelectrolytesolutionswereinvestigated．ExperimentalresultsshowthatelectrolyteconcentrationandappliedpotentialontheTielectrodeshavesignificanteffectsonphotoelectro—catalyticdegradationefficiencies；undercertainconditions，(NH4)3P04·3H2Ocouldpromotephotoelec—trocatalyticactivity，andNH4CIinhibitstheactivityinstead；meanwhile，(NH4)2S04andNH4HC03havenoobviouseffectonpromotingdegradationefficiency．Keywords：photoelectrocatalytiedegradation；titaniumdioxide；methylorange；ammoniumsalt引言自1972年Fujishima和Honda发现半导体单晶电极光分解水的反应后，半导体多相光催化反应引起了各国学者的关注⋯。半导体光催化技术作为一种新的催化技术，在废水处理、空气净化及新能源开发等众多领域得到广泛利用旧’31。二氧化钛尽管在光催化性能方面有着诸多优点，但也存在一些亟待解决的问题，如光生电子与空穴的复合率较高，导致光催化剂的活性不高HJ。为了促进光生电子和空穴的分离，提高处理效率，人们提出了外加电场辅助的光催化技术，即“光电催化技术”‘5·61。很多实验研究表明，光电催化处理效率较光催化有很大提高，光源、电场和催化剂等影响因素对其处理效率有重要作用。目前对光催化反应的研究大收稿日期：2009．09．28修回日期：2009-10-26基金项目：国家自然科学基金(50774074)作者简介：周丽娜(1975-)，女，辽宁大连人，沈阳理工大学环境与化学工程学院实验师万方数据·8·Feb．2010PlatingandFinishingV01．32No．2SerialNo．203多是在非电解质水溶液中进行‘7I。事实上，很多废水溶液含有不同的电解质，故电解质的种类也是影响光电催化效率的一个因素‘8I。本文研究了在悬浮TiO：和钛电极复合体系中，不同铵盐电解质对光电催化甲基橙降解效果的影响。1实验方法1．1实验仪器和试剂721E型可见分光光度计(上海光谱仪器有限公司)，20W紫外光灯(启东市海联有限公司)，二氧化钛粉(德国DegussaP25)为70％锐钛矿和30％金红石的混合物，比表面积为50m2／g，d平均为21nm。甲基橙(北京市化学试剂研究所)，所使用的铵盐都为分析纯试剂。降解反应所用的电源为江苏洪泽瑞特电子设备公司的SGl731直流电源。钛电极的尺寸为8cm×4cm，在使用前需经打磨、抛光，并用丙酮和酒精清洗。1．2催化反应条件在光电催化实验中，按指定甲基橙、铵盐和TiO：浓度配制50mL溶液于反应器中。使用磁力搅拌器避光搅拌15min，用注射器量取5mL溶液过滤后用721E型可见分光光度计在466nm波长处