纳米孔钒酸铋光电极制备及其在光催化废水燃料电池中的应用

分析了一种独特的、基于过氧钒酸缓慢且可控的还原和转化的方法,用于在FTO基底制备纳米孔钒酸铋(BiVO4)光阳极。结果表明,所制备的BiVO4光阳极具有单斜白钨矿结构,以Ag/AgCl电极为参比电极,在0.6V的偏压下可获得高达1.10mA/cm2的光电流密度。将其与铂修饰的多晶硅电池片光阴极复合构建光催化废水燃料电池。结果表明,其具有优越的降解盐酸四环素性能和良好的稳定性,在4 h内可将盐酸四环素去除70.8%,而且系统在降解盐酸四环素的同时对外稳定产电。

g-C_(3)N_(4)/WO_(3)光阳极的除污产电性能研究

光催化燃料电池(PFC)以太阳光为能源,利用半导体激发产生的活性物种降解污染物,同时将催化过程产生的电子导出获得电能,可有效应对环境污染和能源危机.本文采用热蒸汽冷凝和旋转涂膜法制备了以网状氮化碳(g-C_(3)N_(4))为基底,其上负载WO_(3)纳米片的电极材料.在双腔室H型电解池中,以制备的g-C_(3)N_(4)/WO_(3)为光阳极、Pt片为阴极,盐酸四环素(TCH)和Cr(VI)分别为阳极室和阴极室的目标污染物,构建g-C_(3)N_(4)/WO_(3)-PtPFC体系.光照240 min后,TCH和Cr(VI)的去除率分别为79.1%和91.3%,电池的最大输出功率密度达到6.70μW·cm^(-2).高活性来源于3个方面:①g-C_(3)N_(4)和WO_(3)两种窄带半导体的同时激发,光能利用率增加;②g-C_(3)N_(4)/WO_(3)间的Z-scheme异质结在提高催化剂内光生载流子分离效率的同时,最大限度地保留了g-C_(3)N_(4)的高导带和WO_(3)的低价带优势,这对于PFC实现高效电子导出和污染物降解至关重要;③g-C_(3)N_(4)的网状结构和WO_(3)的纳米片结构有利于催化剂与光子、污染物的接触.