石墨烯/TNAs光电极制备及其光催化降解甲草胺性能研究

发布时间：2022-01-06 18:39

　　随着除草剂在农业中的广泛应用，其造成的污染日益严重，通过食物链积累和污染地表水等多种途径危害人类健康。由于其性质稳定、可生化性差，传统工艺对于除草剂的去除具有局限性。基于TiO2纳米管阵列（TNAs）的光催化技术对除草剂的去除展现出独特的优势。本文在TNAs的基础上进行了石墨烯掺杂，制备了石墨烯/TNAs光电极，选取甲草胺为目标污染物，研究了不同因素对光催化降解过程的影响。通过阳极氧化法和电化学沉积法制备了石墨烯/TNAs光电极，利用扫描电镜、拉曼光谱、红外光谱、紫外-可见漫反射吸收光谱、X射线衍射、Zeta电位和电化学工作站对石墨烯/TNAs光电极的结构性能进行分析。考察了不同制备条件对石墨烯/TNAs光电极光催化性能的影响，优化了制备条件为电极间距2cm，氧化石墨烯浓度80mg/L，沉积电压2V，还原时间2min。对比了石墨烯/TNAs和TNAs光电极光催化降解甲草胺的效果，发现掺杂石墨烯的TNAs对甲草胺的去除效果更好。考察了降解时间、甲草胺初始浓度、初始pH值、光源距离和干扰离子对石墨烯/TNAs光电极光催化降解甲草胺效果的影响，发现随着初始浓度、pH值和光源距离的增大，光电极... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锐钛矿相和金红石相TiO2晶体结构示意图

的光催化机理其安全无毒，价格低，可回收等优点在众多种类的催化为广泛，被公认为最优的光催化剂。其催化机理为：括填满电子的低能价带 VB、未填充的高能导带 CB、导体受到能量大于禁带宽度的光辐照时，在其价带上到导带上，从而在价带上产生了空穴（h+）；光生空穴夺取吸附在 TiO2表面的 OH-、H2O 或有机物中的电子 OH），羟基自由基极强的氧化性使其对污染物基本没机污染物分解为 CO2、H2O 和无机物等无害物质，进。同时，光生电子-空穴对也会在催化剂表面和内部复 1-3，光照 CB

2，分子量为269.8，结构式见图1-1[115, 113]。图1-1 甲草胺结构式由于甲草胺的广泛使用，世界上很多国家的地表水和地下水中都发现了甲草胺。甲草胺不易降解，在环境中能持久稳定的存在，其在地表水中的半衰期可达到808-1518天[3]。以前人们认为甲草胺没有致畸和致癌作用，但是经过长时间持续的研究，美国环保总局认为甲草胺对人类具有致癌作用，并且把2μg/L作为饮用水中的最大残留限量[114, 115]。甲草胺对于人畜的毒害性较低,对其他哺乳动物有较大的影响[116]。Feng，Bonfanti 等人通过对臼齿类动物如大鼠，猴子等和对

【参考文献】：
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本文编号：3572969