基于N,F摻雜TiO2NTs陽(yáng)極的光催化燃料電池產(chǎn)電及降解卡馬西平的效能研究.pdf

1、卡馬西平作為一種頻繁使用的藥品，如果處理不當(dāng)排放進(jìn)入水體，不僅造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，而且影響居民的日常生活甚至威脅人體的健康和安全。本文設(shè)計(jì)了一種新型的以摻雜氮氟的TiO2納米管作為光陽(yáng)極的光催化燃料電池，以卡馬西平為燃料進(jìn)行產(chǎn)電效果的相關(guān)研究以及以卡馬西平為燃料的降解效果的探索。主要包括以下幾個(gè)方面：
　　1）采用陽(yáng)極氧化法制備摻雜氮氟的 TiO2納米管作為光催化燃料電池的光陽(yáng)極。通過掃描電鏡、X射線衍射、X射線光電子

2、能譜、紫外-可見漫反射及光催化效果等方法對(duì)制備的光陽(yáng)極進(jìn)行表征分析。結(jié)果表明制備得到的光陽(yáng)極的納米管長(zhǎng)度500nm左右，管徑在100nm左右，均勻有序，方向性強(qiáng)；熱處理煅燒后XRD分析顯示光陽(yáng)極中出現(xiàn)了光催化效果較好的銳鈦礦型 TiO2；光陽(yáng)極中成功將氮氟元素?fù)诫s進(jìn)入，通過紫外-可見漫反射可以看出光陽(yáng)極對(duì)可見光也有了響。
　　2）將制備的TiO2納米管作為光陽(yáng)極，建立光催化燃料電池，以卡馬西平為燃料進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)電性能的研究。光催化燃

3、料電池能夠產(chǎn)生高達(dá)0.7V的電動(dòng)勢(shì)；相同濃度底物時(shí)電池的電動(dòng)勢(shì) max功率密度 max與光輻照強(qiáng)度呈正相關(guān)，電池的內(nèi)阻與光輻照強(qiáng)度呈負(fù)相。使用質(zhì)子交換膜后，相同條件下光催化燃料電池的電動(dòng)勢(shì)降低，是因?yàn)橘|(zhì)子交換膜在兩個(gè)電極間阻隔了其他離子的傳導(dǎo)，僅允許H+通過，降低了電池系統(tǒng)的導(dǎo)電性能。由于摻雜了氮氟進(jìn)入光陽(yáng)極，使得光催化燃料電池在可見光范圍產(chǎn)生了響應(yīng)，不在局限于紫外光范圍，這大大提高了對(duì)太陽(yáng)光譜的利用率，降低了對(duì)能源的消耗。