聚吡咯修飾CdSe-Ni薄膜電極的制備及其性能研究.pdf

1、由于CdSe具有良好的光電性質(zhì)，在理論上可以吸收717nm(1.73eV)以下波長的光，相對于傳統(tǒng)的TiO2材料，在降解有機(jī)廢水方面具有更好的可見光能利用率。本文以CdSe為研究對象，在Ni片表面制備CdSe薄膜電極，用于光電催化降解有機(jī)廢水。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該電極在使用過程中，基體材料Ni會部分溶出，影響電極的使用壽命，為了改善Ni的溶出問題，同時進(jìn)一步拓寬該電極對可見光的吸收范圍，嘗試選用了導(dǎo)電聚合物聚吡咯對該電極進(jìn)行修飾，并研究了修飾后電

2、極的光電催化性能。本論文主要研究內(nèi)容如下:
　　1.CdSe/Ni薄膜電極的制備
　　采用循環(huán)伏安法，在水溶液中制備CdSe/Ni薄膜電極，考察了電鍍液初始濃度、pH值、掃描周期、掃描速率以及熱處理溫度這5個因素對膜電極性能的影響，以開路電壓和短路電流為指標(biāo)，通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)結(jié)果的分析，確立了最佳條件:電鍍液組成為pH1.50的0.1mol/LCd(NO3)2、0.02mol/LH2SeO3和0.01mol/LEDTA

3、混合溶液，熱處理溫度180℃，循環(huán)伏安法掃描范圍:-0.9V～-0.2V(vs.SCE)，掃描速率0.07V/s，掃描周期20。
　　2.聚吡咯修飾CdSe/Ni薄膜電極的制備
　　用電化學(xué)聚合法在CdSe/Ni薄膜電極表面制備聚吡咯進(jìn)行修飾得到PPy-CdSe/Ni薄膜電極。降解對硝基苯酚實(shí)驗(yàn)表明，PPy-CdSe/Ni薄膜電極相對于修飾前雖然可以提高對可見光的吸收，但光電催化性能卻有所降低。為了解決這一問題，初步嘗試了P

4、Py修飾薄膜電極的一種新方式:首先制備PPy/Ni薄膜電極，然后以此電極為基體制備CdSe-PPy/Ni薄膜電極，最后用CdSe-PPy/Ni薄膜電極為基體，在其表面恒電位聚合吡咯。最終得到PPy-CdSe-PPy/Ni薄膜電極。降解對硝基苯酚實(shí)驗(yàn)表明該P(yáng)Py-CdSe-PPy/Ni薄膜電極光電催化性能較PPy-CdSe/Ni薄膜電極明顯提高，降解率由60％提高至80％。
　　3.光電催化性能研究
　　以對硝基苯酚為降解對象

5、，分別使用CdSe/Ni、PPy-CdSe/Ni、PPy-CdSe-PPy/Ni三種薄膜電極進(jìn)行光電催化降解實(shí)驗(yàn)，以評價各電極的光電催化性能。在相同的降解條件:支持電解質(zhì)Na2SO4(0.1 mol/L)，施加陽極偏壓0.05V(vs.SCE)，150W鹵鎢燈為光源，降解對硝基苯酚2h（初始濃度為20mg/L），三種電極的降解率分別為80.5％、60.0％和80.2％。通過交流阻抗分析，初步對三種薄膜電極的光電催化過程的進(jìn)行了動力學(xué)分析