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纳米光电催化技术研究进展
鞠剑峰
南通大学化学化工学院,南通
摘要综述了国内外纳米光电催化技术的研究进展,介绍了光电催化原理、负载纳米
薄膜电极的制备方法和光电催化反应器的设计,讨论了影响光电催化的因素。对光电催
化技术应用前景进行了分析。
关键词纳米光电催化降解有机污染物
近年来,半导体多相光催化氧化消除环境污见图。电极作为的载体,可避免催化剂的
染物的净化技术日益受到人们的重视,并逐步发分离,有利于重复使用。光生电子在外加阳极偏
展为治理环境污染的一项新技术。纳米由压作用下向对电极方向运动,避免光生电子一空
于价廉易得、耐腐蚀、光化学性质稳定以及较强的穴简单复合,提高其对废水的光催化效率。
光催化氧化能力而受到青睐【,但存在的缺陷
恒电位仪
也限制了其在工程上的应用,主要表现在以下几
点:纳米光生电子一空穴对的复合率较
高,导致其光催化性能降低;纳米只能吸
收太阳光中波长小于的紫外线部分,太阳
能利用率低;纳米用于光催化剂时,在既
保持高的催化活性又满足特定材料的理化性能要
求前提下,难以在不同材料表面均匀且牢固地负
载催化剂,使催化剂不易分离。
光电催化技术以纳米固定在导电基材图光电催化原理示意
上,采用电化学辅助方法,能有效促进,光生
光电催化技术研究
电子一空穴对的分离,提高其催化效率,解决催化
. 电极的制备
剂固液分离问题,因而倍受关注【.。
光电催化系统中,负载的电极作阳极,
光电催化技术的研究目前主要集中在具有良
对电极一般是金属电极,参比电极可以是饱和甘
好光催化性能的膜电极的制备、光电催化反
汞电极或氯化银电极。对电极和参比电极一般为
应器的设计以及影响催化电解条件的因素等方
商品材料,薄膜电极需制备。薄膜电极
面。
的制备通常以导电基材如活性炭、钛板、泡沫镍、
光电催化原理半导体氧化物膜、导电玻璃、不锈钢片等作载
当能量大于或等于带隙能的光照射时, 体,常用的方法有阳极氧化、涂覆法和溶胶凝胶浸
吸收光子产生电子一空穴对,经过禁带向来渍提拉法等,为进一步提高其光电催化效率,有时
自溶液或气相且吸附在其表面的物种转移电荷。还对薄膜进行金属离子或贵金属掺杂。
空穴夺取颗粒表面吸附物或溶剂中的电子,与供等以活性炭为基材,为胶粘剂制
给电子的物种结合,使该物种常为有机污染物得/活性炭薄膜电极,并研究了对若丹明一
被氧化,电子受体通常是水溶液中的氧接受表
面电子被还原。但同时,电子一空穴在表面和内收稿日期:—。
部可以发生简单复合,降低其光催化效率。作者简介:鞠剑峰,讲师,博士,主要从事新材料应用研究
和教学工作。
光电催化可提高光催化效率,其原理示意图基金项目:南通大学自然科学基金.。
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精细石油化工进展
第卷第期

的光电降解效率。等】以钛板为基材。—偏电压,使光生电子更易离开
一一一为电解液,一电催化剂表面,从而提高光催化效率。
压阳极氧化,制得了具有高比表面积、规则晶日本最早利用这种装置【加】,以电催化剂作阴
相和微孔结构的/电极。刘萍等【以片极,负载薄膜的电极作阳极,实现了太阳光
为阳极,铂片为阴