多层纳米结构蓝色TiO2的电化学氧化性能和稳定性

摘要：

蓝色TiO2具有出色的电催化活性,被认为是降解有机污染物的最有潜力的阳极材料之一.然而蓝色TiO2的电催化活性受表面形貌和界面性质的影响较大.本文采用冰水浴阳极氧化和阴极还原制备了由纳米颗粒、多孔层、纳米管阵列依次堆叠的多层纳米结构蓝色TiO2,并探究了其电化学氧化性能.与无冰水浴辅助制备的相比,该方法制备的蓝色TiO2具有更多的Ti3+含量、更大的活性面积和良好的电子传输能力,可有效降解亚甲基蓝(97.7％,120min,20mA/cm2)和实际废水(COD在180min内被完全去除).自由基淬灭实验结果表明,添加Na2SO4能促进蓝色TiO2产生羟基自由基和硫酸根自由基,而污染物的降解主要依赖于羟基自由基的氧化作用,硫酸根自由基仅在高Na2SO4浓度、低电流密度和高初始pH条件下有较大贡献.通过冰水浴阳极氧化制备的蓝色TiO2的使用寿命是无冰水浴制备的2.4倍,表明这种多层纳米结构有利于提高蓝色TiO2的稳定性.

关键词：冰水浴;阳极氧化;蓝色二氧化钛;纳米结构;降解;稳定性;电化学

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分类号：X-1(环境科学技术现状与发展)

资助基金：国家自然科学基金;国家重点研发计划

在线出版日期：2022-03-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：862-873