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对碱性品红的降解。发现光电降解品红时碱性条件下较好,最佳pH值为9,此时品红带正电,易吸附在TiO2表面而降解,降解速率增加;当pH值达到911时,降解速率无明显增加,碱性品红从阳性转为中性,吸附降低,此时CO32浓度增大,由于CO32是OH清除剂,不利于光催化降解,同时产生的H2O2分解形成H2O和O2,使H2O2损失,不利于光电催化降解。降解邻苯二甲酸二乙酯最佳pH值为219降解对硝基苯酚最佳pH值为220降解若丹明B最佳pH值为1021。
223电解质的影响
电解质虽然不是影响光电催化的关键因素,但电解质影响电流效率,甚至影响光电催化降解机理,目前对其研究的报道较少。Jorge等20介绍了分别采用HClO4、Na2SO4、KNO3、NaCl为电解质时对硝基酚进行的吸附降解,pH值为5,3小时内,HClO4降解率最高为50,NaCl最低为35;采用HClO4电解质溶液时,光电流最大,且随着pH值降低而增大,这可能是因为HClO4本身是一种强氧化剂,协同作用使降解效率提高。一般而言,选用Na2SO4、KNO3等电解质进行光电催化时,阴极产生H2O2,电解质溶液浓度提高,电流密度增大,降解率提高24。NaCl是应用较多的一种电解质。NaCl对单独的光催化降解反应有负面影响,因为Cl占据TiO2表面活性位置,阻碍TiO2表面对有机污染物的吸附,Cl消耗TiO2表面吸附或溶液中的强氧化性物质,生成Cl的速度不如OH氧化速度快;当
f光电协同作用时,催化效率明显提高,因为除阴极产生H2O2外,阳极生成强氧化性的Cl2,并迅速转化成电子受体HClO参与氧化反应使光催化效率提高;但NaCl浓度太高时,OH消耗增加,抑制作用增强,同时离子强度的提高又压缩了TiO2表面双电层厚度,促使TiO2凝聚,降解作用下降23。因此,选择NaCl作电解质时应选择合适的浓度。
224气氛的影响
气氛对光电催化效果和机理都会产生影响。一般光催化反应中,O2可以与光生电子反应,是光生电子的主要受体,能抑制电子空穴的简单复合,使光催化反应进行。但在光电催化体系中,O2不是光电催化反应必需的电子接受剂,饱和N2溶液中光电催化反应仍能进行,主要是由于H替代O2充当电子接受剂25。对负载TiO2的电极而言,在电极和电解质界面处形成一个电荷层,形成电势梯度驱赶界面上的电子。无氧存在时形成的光生电压VN2VO2,即没有氧气存在时光生电子不能被O2淬灭,因而不能对电极运动形成较大光电流;有氧气存在时绝大部分光生电子被淬灭,形成较小电流。但随着时间延长,外加电压充分使光生电子空穴分离,O2对光生电子淬灭作用减弱。总体而言,O2氛比N2氛降解效率高2526。
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