液相沉积法制备Co、Ni掺杂ZnO膜电极及其光电催化降解抗生素研究

发布时间：2020-10-20 04:21

　　 氧氟沙星和四环素是水体中比较常见又难于被生物降解的抗生素,已严重损害了水体环境及人体健康。本文采用液相沉积法制备了ZnO薄膜、过渡金属Co和Ni掺杂ZnO薄膜作为光阳极,用于光电催化降解氧氟沙星和四环素的研究。实验中,主要研究的内容如下:1、采用一步液相沉积法成功地制备了Co掺杂的ZnO(Co-ZnO)薄膜电极。构建了传统的三电极体系:分别以掺杂薄膜电极、铂丝、饱和甘汞电极作为工作电极、辅助电极和参比电极,通过施加光照构成光电催化体系用于催化降解氧氟沙星(OFL)。文中系统地探讨了沉积液中Co(Ⅱ)源的浓度对氧氟沙星去除率的影响。并将直接光照、光催化、电化学氧化与光电催化技术相比较,讨论了这四种方式对氧氟沙星降解率的影响。还通过高效液相色谱与质谱联用的方法分析了氧氟沙星降解过程中的中间副产物,提出了一种氧氟沙星可能的降解路径。实验结果表明,与未掺杂的ZnO薄膜作为光阳极相比,以Co-ZnO薄膜电极为光阳极时氧氟沙星的降解效果明显提高,当Co的掺杂浓度为7.5%时表现出对氧氟沙星最好的降解效率,且光电催化技术的催化性能远高于另外三种方法。通过各项表征手段分析对比了ZnO与Co-ZnO薄膜的性质,证实Co进入ZnO晶格内改变了ZnO的光电化学性质,从而提高了ZnO的光电催化性能。2、同样采用一步液相沉积法成功地制备了Ni掺杂的ZnO(Ni-ZnO)薄膜电极。以Ni-ZnO薄膜电极为光阳极,通过可见光照射,同时施加+0.8 V的电压,构建光电催化降解体系用于降解四环素(TC)。在本实验中,比较了ZnO与Ni-ZnO薄膜电极对四环素去除率的影响,研究了以不同方法对四环素的降解效果的差别。结果表明,Ni-ZnO薄膜对四环素的光电催化效果明显高于ZnO薄膜,另外,结果证明光电催化技术是四种方法中效果最好的。通过各项表征手段比较了ZnO与Ni-ZnO薄膜的性质,证实了Ni成功地进入ZnO内部,并引起了ZnO的光电化学性质的改变,从而提高了光电催化效率。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X703;TQ426;TB383.2
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 ZnO光电催化技术的研究背景
    1.2 纳米ZnO的制备方法
    1.3 ZnO纳米材料的改进研究
    1.4 论文研究背景及实验设计思路
2 实验内容
    2.1 主要仪器
    2.2 化学试剂
    2.3 电极的制备
    2.4 分析方法
3 结果与讨论
    3.1 液相沉积法制备Co-ZnO光阳极在可见光下降解氧氟沙星的研究
    3.2 液相沉积法制备Ni-ZnO光阳极在可见光下降解四环素的研究
4 全文总结
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间的主要成果

【参考文献】

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本文编号：2848199