Ti/CoWO4光陽極的制備及其光電催化性能

吳宇佳,張 儉,張新欣,王國文,孫德棟,馬紅超

(大連工業(yè)大學 輕工與化學工程學院,遼寧 大連 116034)

紡織印染廢水是水環(huán)境污染的主要來源之一,具有化學需氧量(COD)高、可生物降解性低及排放量大等特點.目前,紡織印染廢水處理通常采用生物氧化[1-2]、物理吸附[3-5]及常規(guī)化學氧化[6-9]等方法.但由于其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及組成多變性,因此采用單一處理方法不能有效處理印染廢水.相比于單獨光催化(PC),光電催化(PEC)可通過外加電勢抑制載流子復合[10-12],PEC只需較低的電極電壓即可促進光生電子與空穴分離,從而提高降解效率[13-14].

金屬鎢酸鹽是一類重要的自激活發(fā)光材料,在熒光粉、激光材料和閃爍探測器等領(lǐng)域應用廣泛[15-17].CoWO4是一種窄帶隙半導體(Eg=2.24 eV),屬于黑鎢礦家族[18].因其粒徑分布范圍小、穩(wěn)定性高、生態(tài)友好性突出以及制備成本低等優(yōu)點[19],CoWO4已廣泛用于傳感器、超級電容器[19]和催化氧化[16]等領(lǐng)域.研究表明,鎢酸鹽在一定程度上可解決電子空穴易復合和太陽能利用率低的問題[20].

本文以金屬鈦片為基質(zhì),通過水熱法制備Ti/CoWO4納米涂層光陽極,并以活性艷藍(KN-R)為模擬污染物,考察Ti/CoWO4光陽極對活性艷藍的PEC降解活性.結(jié)果表明,水熱時間為6 h生成的光陽極納米球數(shù)量更多,形成了一種緊密開放的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),具有較大的表面積,可促進羥基自由基的生成,有利于提高電極的催化活性,在PEC條件下對染料廢水達到更好的降解效果.

1 實 驗

1.1 主要儀器和試劑

氙燈光源(CEL-HXF300型,北京中教金源科技有……