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本文利用废水当中的有机污染物为光催化制氢过程中的电子给体,研究了在Pt/TiO2上的光催化放氢反应以及污染物自身的一些降解规律。我们的工作主要可分为三个部分。 首先,我们研究了氯代乙酸存在下Pt/TiO2上光催化生成氢的反应。实验表明,一氯乙酸、二氯乙酸的存在明显地提高了制氢反应效率,而三氯乙酸的存在却不能起到促进作用;反应5h内,反应生成氢的量与反应时间成线性关系;一氯乙酸、二氯乙酸光降解产物主要是CO2、HCl和CH2O,三氯乙酸光降解产物主要是CO2和HCl;研究了溶液pH值对放氢反应的影响;在实验浓度范围内,一氯乙酸、二氯乙酸浓度对放氢反应的影响,表观上符合Langmuir-Hinshelwood关系式;考察了一氯乙酸、二氯乙酸在光催化剂表面的吸附。讨论了可能的反应机理。结合实验结果,可以推测三氯乙酸有着与一氯乙酸、二氯乙酸不同的反应机制。 接下来我们以葡萄糖和蔗糖为电子给体,研究了在Pt/TiO2上的光催化放氢反应。葡萄糖及蔗糖的存在均明显地提高了制氢反应效率。反应5h内,反应生成氢的量与反应时间也成线性关系;研究了溶液pH值对放氢反应的影响;在实验浓度范围内,葡萄糖、蔗糖初始浓度对放氢反应的影响,表观上同样符合Langmuir-Hinshelwood关系式;5h后,葡萄糖体系及蔗糖体系溶液的COD去除率分别可达31.2%、11.3%。研究了葡萄糖和蔗糖对TiO2平带电位的影响,电化学结果显示加入电子给体能使催化剂的平带电位负移,且葡萄糖体系的负移程度大于蔗糖体系。TiO2平带电位的负移意味着导带上被激发电子有更强的还原能力,从而有利于光催化制氢活性的提高。 最后,还考察了无机离子对葡萄糖存在下的光催化放氢反应的影响,用循环伏安法对其光反应过程进行监测,发现降解过程中生成了葡萄糖酸。讨论了可能的反应机理。