BiOBr基超声燃料电池构建与污染物去除研究

发布时间：2024-03-21 19:58

　　在超声波催化条件下,构建以TiO₂/BiOBr和MoS₂为电极的超声催化燃料电池系统,对废水中的污染物罗丹明B(RhB)进行降解。该体系以复合材料TiO₂/BiOBr作为阳极,MoS₂为阴极,通过控制变量法改变二者催化剂比例、有无曝气条件、光照条件、底物浓度、电阻大小等单一变量研究对RhB的降解性能,对比不同催化剂负载量的降解效果,确定了MoS₂和TiO₂/Bi OBr的负载量最佳比例。研究结果表明,在曝气、自然光条件下,m(TiO₂/BiOBr)∶m(MoS₂)为1∶5时,超声波辐照120 min后降解率最高达到99.7%。此外,可通过协同半导体材料的催化与压电性能来提高污染物的降解效率。

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【部分图文】：

图2不同比例催化剂负载量下RhB的降解率

MoS2是良好的压电材料，受到超声波振动时会自发产生电场，加速空穴-电子对的分离，进而产生大量强氧化物质，最终加速污染物的降解。图2中，随着MoS2质量占比的逐渐增加，降解率逐渐增大，其中m(TiO2/BiOBr）∶m(MoS2）为1∶5时降解效果最好，达到99.7%。2.2.2....

图3不同质量浓度RhB对应的降解率

在自然光、曝气、电阻为100Ω，m(TiO2/BiOBr)m(MoS2）为1∶5时，分别取100mL不同质量浓度（5、10、20mg/L）的RhB溶液于反应室烧杯中，考察RhB质量浓度对降解率的影响，结果如图3所示。由图3可见，降解初期所有溶液的降解率上升幅度都很大，后期都趋....

图4不同光照条件下RhB的降解率

在曝气、电阻为10Ω、m(TiO2/BiOBr）∶m(MoS2）为1∶5、100mLRhB溶液质量浓度为10mg/L的条件下，改变光照条件分别为自然光、光照（光强为210lux卤素灯）、黑暗进行实验，考察不同光照条件下的降解效果，如图4所示。由图4可见，并非光照强度越大降....

图5逐一递减外加条件情况下的RhB降解率

为进一步探究RhB降解条件，逐一去掉外加条件考察RhB的降解情况，附加条件顺序为(1)所有条件(2)去掉光照(3)去掉曝气(4)去掉燃料电池(5)仅催化剂(6)去掉催化剂，即此时无任何外加条件，结果如图5、表2所示。随着外加条件的逐一去除，RhB溶液的降解效果越来越差。所有条件都....

本文编号：3934067