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1、TiO2納米管論文：改性TiO_2納米管光電極制備及可見光下光電催化性能研究【中文摘要】TiO2催化劑由于其成本低、無毒、活性高、無二次污染等優(yōu)點在環(huán)境保護領域被廣泛應用于去除難降解有機物。然而,其存在禁帶寬度過大（3.2eV）等缺陷,限制了其在污染治理中的應用。通過對TiO2進行過渡金屬離子摻雜能夠有效減小其禁帶寬度,拓寬光譜響應范圍。作為內分泌干擾物的一種,壬基酚廣泛存在于洗滌劑、紡織、造紙等工業(yè)生產中,它能夠長期存在于自然界中,很難被生物降解,其降解一直是國內外研究的熱點和難點。本文采用陽極氧化法制備了TiO2納米管
2、光電極,通過電沉積對其進行W摻雜改性,拓寬了其光譜響應范圍,研究了W/TNT光電極對壬基酚的光電催化降解效果。采用陽極氧化法制備了TiO2納米管（TNT）光電極?？疾炝酥苽潆妷?、時間、煅燒溫度等條件對TNT陣列的表面形貌和結構的影響,利用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）、能量散射X射線能譜（EDX）等手段對光電極進行了表征。以羅丹明B為目標污染物,考察了不同制備條件對TNT光電極在可見光下的光催化性能的影響。結果表明,通過調節(jié)陽極氧化過程中的參數(shù)可以實現(xiàn)對不同尺寸和結構的TNT光電極的可控制備。采用電化學沉積
3、的方法,以TNT陣列光電極為基體,制備了W摻雜的TiO2納米管陣列光電極。優(yōu)化了W/TNT光電極的最佳摻雜條件,考察了W/TNT光電極的光催化性能。結果表明,光電極的最佳制備條件為:沉積電壓為3V、電極間距為1cm、沉積液（NH4）2WO4濃度為1.0g/L、沉積時間為10min、煅燒處理溫度為550℃。W/TNT光電極的表征結果顯示W(wǎng)的摻雜會抑制銳鈦礦相TiO2晶粒的生長以及晶相轉變過程;XPS圖譜分析表明W元素通過摻雜進入到了TiO2晶格內部形成W-Ti-O鍵;WTNT光電極對可見光的光譜響應范圍發(fā)生紅移;改性與未改性
4、TiO2納米管光電極對羅丹明B的降解效果表明,相對于未摻雜的TNT光電極,W/TNT光電極對羅丹明B的降解效果更優(yōu),摻雜后的光電極具有更佳的光（電）催化活性。采用W/TNT光電極在可見光下對內分泌干擾物壬基酚進行光電催化降解,考察了壬基酚光電催化降解過程中的影響因素,研究了該過程中壬基酚的礦化過程。結果表明,pH值在中性條件下,光電極對壬基酚的光電催化降解效果最佳;隨著反應中壬基酚初始濃度增加,W/TNT光電極對壬基酚的降解效率逐漸下降;隨著外加偏壓的增加,壬基酚的光電催化降解效率逐漸增大,而外加偏壓高于2.0V時,進一步
5、增加電壓反而不利于壬基酚的降解;催化劑面積的增大,有利于光電極對壬基酚光電催化降解效果的提高。在壬基酚光電催化反應過程中,壬基酚分子在·OH的作用下經過一系列反應轉化為中間產物,而不是被完全礦化成CO2和H2O?！居⑽恼縏itaniumdioxide（TiO2）hasbeenwidelyutilizedintheenvironmentalprotectionasthephotocatalystforthedegradationoforganicpollutantsduetoitslowcost,non-toxicity
6、,excellentstabilityandwithoutsecondarypollution.However,thewidebandgapenergyofTiO2catalyst（3.2eV）limitsthisphotocatalyst’sapplicationintheprocessofenvironmentalprotection.PhotoelectrodedopingcouldeffectlydecreasethebandgapenergyofTiO2bydopingwithtransitionmetalele
7、ments,whichcouldextendtheresponseofTiO2tovisiblelight.AsoneofthetypicalEnvironmentalEndocrineDisruptors（EEDs）,NonylPhenol（NP）,hasattractedgreatattentionowingtotheirwidelyusedinthemanufacturesofdetergent,textileandpapermaking,whicharelong-standingandbio-refractoryo
8、rganiccompounds.ItisofsignificantimportancetodevelopnewtreatmenttechnologiesforthedegradationofNPintheenvironment.Inthiswork,theTiO2nanotube（TNT）photoel
