多层纳米结构蓝色TiO_2的电化学氧化性能和稳定性

作者：戴绍铃; 于桢; 李逸航; 成少安^*

来源：化工进展, 2022, 41(02): 862-873.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0463

• 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

蓝色TiO_2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TiO_2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TiO_2，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TiO_2具有更多的Ti~(3+)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/cm~2）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Na_2SO_4能促进蓝色TiO_2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Na_2SO_4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TiO_2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TiO_2的稳定性。

• 单位
  能源清洁利用国家重点实验室; 浙江大学