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氧化镍与氧化石墨烯复合电极的制备及其光电催化性能

2021-04-06张佟,王国文,孙德栋,董晓丽,马红超

大连工业大学学报 2021年2期

张 佟, 王 国 文, 孙 德 栋, 董 晓 丽, 马 红 超

( 大连工业大学 轻工与化学工程学院, 辽宁 大连 116034 )

0 引 言

印染废水以排放量大、色度大、有机物含量高等特征成为废水治理工艺中的难点[1]。为了净化印染废水中的有机污染物,研制出高效且经济可行的催化材料显得尤为重要。将光电结合进行污水处理不仅突破了局限性,还被证明具有协同效果,因此成为当前水处理技术的一大研究热点[2-3]。光电催化技术通常将催化剂固定在基底形成电极,工作电极可以反复利用并且易于回收,通过在催化过程中增加外电场,促进光生电子-空穴的分离,大幅度提高了量子利用率[4-5]。姚清照等[6]制备了纳米结构TiO2膜及光透电极,将光催化效果与光电催化效果进行对比,发现光电催化的效果更好;Wang等[7]探究了锐钛矿型、金红石型TiO2与ɑ-β Ga2O3的复合,验证了光电催化材料的协同作用;Wu等[8]制备了片状NiO/WO3p-n异质结光电阴极用于光电化学水分解。

石墨烯材料问世后,氧化石墨烯和TiO2、ZnO复合形成的纳米材料成为光催化剂的研究热点。氧化石墨烯作为一种半导体材料,是一种具有良好光催化活性和电吸附性的稳定碳材料,在可见光下具有光催化效果,因此可以提高半导体材料的光催化活性[9-10]。Rao[11]、Gao[12]等都证明了氧化石墨烯的光催化性能。

纳米氧化镍颗粒粒径较小,比表面积大,具有良好的导电性,且光催化性能显著,价格低廉,是一种应用广泛、性能较好的催化剂材料[13]。因此,本实验将氧化镍和氧化石墨烯这两种性能优异的材料进行复合探究,分析了该电极的光电催化活性以及氧化石墨烯的光催化活性。……

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