文档介绍：华北水利水电学院
硕士学位论文
钛基锶氧化物电极的制备及光电催化性能研究
姓名:李云霞
申请学位级别:硕士
专业:环境工程
指导教师:刘秉涛;李国亭
2011-05
华北水利水电学院硕士学位论文

钛基锶氧化物电极的制备及光电催化性能研究

摘要
近年来,高级氧化技术受到越来越多的关注,特别是光催化技术和电
催化技术更是得到了广泛的研究和应用。光电催化技术是利用外加电压的
作用,使电极内部形成了一个电势梯度,促进光生空穴和电子向相反方向
移动,使空穴和电子得到有效分离,充分发挥光生空穴的氧化作用,提高
降解效率的一种技术。和其他高级氧化技术相似,光电催化法能将废水中
的有害有机污染物完全矿化,这是其他废水处理方法所无法比拟的,其在
废水处理领域中,具有很好的研究和应用价值。
本文以涂覆-煅烧法制备了钛基锶氧化物系列电极,并利用 X 射线衍射
(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色谱分析(EDS)等测试手段对电极进
行了表征。以 Sr(NO3)2 和钛酸四丁酯等为原料,用涂覆-煅烧法制备了钛基
锶钛电极,电极表征结果表明锶氧化物涂覆均匀,与基体结合牢固。同时
以 Sr(NO3)2 和 FeCl3 等为原料制备了钛基锶铁氧化物电极,电极表征发现电
极涂覆状况良好,钛基体表面结晶较好,出现了锶铁氧化物的衍射峰,
SrFeO3-x/Ti 电极表面为排列紧密、分布均匀的龟裂结构,涂层与基体结合牢
固。
同时,研究了钛基锶氧化物电极对酸性橙 II 光电催化性能的研究。结
果表明,用涂覆-煅烧法制备的钛基锶氧化物电极 SrTiO3/Ti、SrFeO3-x/Ti 都
具有较好的光电催化活性。光电催化降解酸性橙 II 的降解率大于光催化和
电催化的加和,光催化和电催化产生了协同作用。由于紫外灯发出的紫外
线能量高于可见光,它能激发出更多的电子-空穴对,所以钛基锶氧电极在
I
华北水利水电学院硕士学位论文
紫外线照射下的酸性橙 II 光催化降解率比在氙灯和钨灯下高,光电催化效
果也比在钨灯和氙灯下要明显得多。
除此之外,由于污染物在光电极表面的时空分布也会大大影响污染物
的降解效率,我们研究了电吸附对于污染物去除效率的影响,考察了外加
电压、四环素初始浓度、活性炭纤维量、时间、初始pH条件等对ACF-DSA
电极对污染物去除效率的影响。结果表明,外加电压为1000 mV时四环素的
去除率最高。在酸性条件下活性炭纤维吸附能力最强,碱性最差。

关键词:光催化,光电催化,钛基锶氧化物电极,电吸附
II
华北水利水电学院硕士学位论文

PREPARATION AND
PHOTOELECTRO-CATALYTIC PROPERTIES
OF STRONTIUM OXIDE ELECTRODES WITH
TITANIUM SUBSTRATE

ABSTRACT
In recent years, more and more attention has been paid on advanced
oxidation processes, in which photocatalytic technology and electrocatalytic
technology are more widely studied and applied in practical production.
Photoelectrocatalysis is a method that can speed up the separation of
photogenerated holes (h+) and the photogenerated electrons (e-) by external bias.
The external field is used to drive active electrons to the opposite electrode so
that these active holes are involved in anics oxidation. Similar to other
advanced oxidation processes, photoelectrocatalysis can degrade and mineralize
anic pletely in wastewater, which is supeior to other
water and wastewater treatment methods.
In this