本发明专利技术公开了一种基于钛板构筑的铂负载型管状光催化电极片的制备及应用。负载型管状二氧化钛材料具有比表面积高、表面孔径多等优点，在可见光照射下生成的电子高效输送至Pt电极处释放激发水体中的高铁酸钾，生成氧化电位更强的中间价态铁(Fe[IV],Fe[V])。本发明专利技术制作成本较低且材料可重复使用，能在可见光照射下稳定地强化高铁酸盐对于水中各种有机污染物的降解能力，为未来如何高效、稳定、节能地提高高铁酸盐的氧化能力提供了一个新的思路。高铁酸盐的氧化能力提供了一个新的思路。高铁酸盐的氧化能力提供了一个新的思路。
【技术实现步骤摘要】
基于钛板构筑的铂负载型管状光催化电极片的制备及应用
[0001]本专利技术涉及材料制备
，具体涉及一种基于钛板构筑的铂负载型管状光催化电极片的制备及应用。
技术介绍
[0002]随着对绿色化学的探究，高铁酸盐因强氧化性、环境友好、高效杀菌、无二次污染等功效在市政饮用水处理中发挥重要的作用。然而，高铁酸盐技术虽然潜在优势巨大却仍存有不足，如高铁酸盐在酸性条件下不稳定；通常以Fe[VI]的形式存在，通过电子直接转移氧化水中污染物；不易转化为氧化能力更强的中间价态铁(Fe[IV]，Fe[V])等，限制了反应的快速进行。
[0003]负载型管状TiO2电极片具有高比表面积、高热稳定性、表面易修饰、表面管孔多等优异的化学物理特性，多孔管状结构大大增加了光生位点，明显提升量子利用率的同时光生载流子复合率更低，同时创新性地将低电阻率的铂通过电沉积附着在钛片另一面构筑了TiO2/Pt载流子通道强化了电子的转移，将光催化材料附着电极片表面也更利于材料的循环利用。目前，已见将TiO2粉末通过光催电子用在PMS、PS等氧化剂的激发领域中，然而，未见有负载型管状TiO2/Pt片与高铁酸盐联用去激发强化高铁酸盐降解水中污染物的相关应用。
技术实现思路
[0004]针对高铁酸盐在水中不易转化为中间价态铁的问题，本专利技术提供了一种基于钛板构筑的铂负载型管状光催化电极片(TiO2
‑
Pt电极)的制备及应用。负载型管状二氧化钛材料具有比表面积高、表面孔径多等优点，在可见光照射下生成的电子高效输送至Pt电极处释放激发水体中的高铁酸钾，生成氧化电位更强的中间价态铁(Fe[IV],Fe[V])。本专利技术制作成本较低且材料可重复使用，能在可见光照射下稳定地强化高铁酸盐对于水中各种有机污染物的降解能力，为未来如何高效、稳定、节能地提高高铁酸盐的氧化能力提供了一个新的思路。
[0005]为达成上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]基于钛板构筑的铂负载型管状光催化电极片的制备，包括如下步骤：
[0007]S1、裁剪钛片；
[0008]S2、选择钛片一面，进行表面抛光处理，随后，将钛片放入超纯水中超声处理；
[0009]S3、用石蜡对不需要电镀处理的面进行固封绝缘处理；
[0010]S4、将处理后的电极片浸入含有H2PtCl6和H2SO4的溶液中电解，使得Pt稠密地沉积在钛片表面，将电镀得到的Ti/Pt电极片清除石蜡层后用超纯水清洗若干次；
[0011]S5、分别准备3个烧杯，在烧杯中分别加入丙酮、异丙醇、蒸馏水，按丙酮、异丙醇、蒸馏水的顺序将Ti/Pt电极片置于烧杯中在超声机里各自清洗一定时间；
[0012]S6、称取0.5g～0.7g氟化铵，加入塑料烧杯中，再加入丙三醇溶液，丙三醇溶液中
V
丙三醇
：V
水
＝(1
‑
9)：1；充分混合后，将得到的Ti/Pt电极片用聚四氟乙烯电极夹夹住后浸没在氟化铵
‑
丙三醇溶液中，聚四氟乙烯电极夹另一端接在直流电源的阳极，铂片接直流电源的阴极，Ti/Pt电极片同样浸没在氟化铵
‑
丙三醇溶液中，其中Ti/Pt电极片与铂片电解过程中平行放置；将塑料烧杯置于水浴循环槽中，加以恒压25～30V电解1
‑
3h，直到钛片表面呈现浅黄色；
[0013]S7、将电解所得Ti/Pt电极片在去离子水中静置一定时间后，用N2吹干，将吹干后的Ti/Pt电极片放入坩埚中，以2℃min
‑1升温到450℃，在该温度下反应2h后自然降温，在钛片表面制得浅蓝色负载型管状二氧化钛纳米管。
[0014]作为优选，所述钛片的尺寸为2cm
×
2cm。
[0015]作为优选，所述步骤S2的电解液中含有5mmolL
‑1的H2PtCl6和0.5molL
‑1的H2SO4。
[0016]作为优选，所述步骤S2中电解的电流为5mA，电解时间为120s。
[0017]作为优选，所述丙三醇溶液中，V
丙三醇
：V
水
＝9：1。
[0018]作为优选，所述步骤S6中，Ti/Pt电极片与铂片的浸没深度为2cm，水平间隔3cm。
[0019]上述制备方法制得的基于钛板构筑的铂负载型管状光催化电极片应用于高铁酸盐的激活，包括如下步骤：
[0020]S8、向污染物水体中置入负载型管状光催化材料，将材料TiO2一端正对可见光光源入射口，反应前，打开可见光，激发管状TiO2生成电子并于电阻率较低的铂片一端逸出；
[0021]S9、搅拌反应体系，同时加入高铁酸盐开始反应；
[0022]S10、反应完成后，取出负载型管状光催化材料，用去离子水清洗电极表面后，用氮气将电极表面吹干，置于避光干燥处保存。
[0023]进一步的，步骤S8中所述的污染物水体为饮用地表水、饮用地下水、生活污水或工业污水。
[0024]进一步的，步骤S8中所述的可见光的光强为360Wm
‑2‑
1542Wm
‑2。
[0025]进一步的，步骤S9中高铁酸盐的投加量为100umolL
‑1‑
250umolL
‑1。
[0026]本专利技术与现有技术相对比，其有益效果在于：
[0027]本专利技术均一、稳定地附着管状二氧化钛于钛片表面，解决了投加粉末所引起的遮光现象，提高了可见光的利用率，同时，新型合成的钛铂双层合金构筑的电子通道大大减小了电子逸出成本，增强了材料的光电性能，在可见光下，成功地强化了高铁酸钾对有机物的降解。
[0028]本专利技术通过电极片的形式强化激发高铁酸钾，相比于传统投加粉末的方式，更便于回收，避免了光催材料进入水体中因无法降解而造成二次污染。
附图说明
[0029]图1为负载型管状TiO2/Pt电极片材料的扫描电子显微镜扫描图；
[0030]图2为负载型管状TiO2/Pt电极片TiO2面的X射线衍射谱图；
[0031]图3为负载型管状TiO2/Pt电极片在不同光强下强化高铁酸盐去除污染物效果柱状图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步阐述，以便本领域技术人员更好地理解本专利技术的实质。本专利技术中试剂或材料，若无特殊说明，均为市售产品。
[0033]实施例一：
[0034]1)裁剪2cm
×
2cm的钛片。
[0035]2)选择钛片一面，用粗细砂纸(400#和1000#)进行表面抛光处理，随后，将钛片放入超纯水中超声1min。
[0036]3)用石蜡对不需要电镀处理的面进行固封绝缘处理。
[0037]4)将处理后的电极片浸入含有5mmolL
‑1的H2PtCl6和0.5molL
‑1的H2SO4溶液中，加以5mA的电流电解120s，此时P本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于钛板构筑的铂负载型管状光催化电极片的制备，其特征在于，包括如下步骤：S1、裁剪钛片；S2、选择钛片一面，进行表面抛光处理，随后，将钛片放入超纯水中超声处理；S3、用石蜡对不需要电镀处理的面进行固封绝缘处理；S4、将处理后的电极片浸入含有H2PtCl6和H2SO4的溶液中电解，使得Pt稠密地沉积在钛片表面，将电镀得到的Ti/Pt电极片清除石蜡层后用超纯水清洗若干次；S5、分别准备3个烧杯，在烧杯中分别加入丙酮、异丙醇、蒸馏水，按丙酮、异丙醇、蒸馏水的顺序将Ti/Pt电极片置于烧杯中在超声机里各自清洗一定时间；S6、称取0.5g～0.7g氟化铵，加入塑料烧杯中，再加入丙三醇溶液，丙三醇溶液中V
丙三醇
：V
水
＝(1
‑
9)：1；充分混合后，将得到的Ti/Pt电极片用聚四氟乙烯电极夹夹住后浸没在氟化铵
‑
丙三醇溶液中，聚四氟乙烯电极夹另一端接在直流电源的阳极，铂片接直流电源的阴极，Ti/Pt电极片同样浸没在氟化铵
‑
丙三醇溶液中，其中Ti/Pt电极片与铂片电解过程中平行放置；将塑料烧杯置于水浴循环槽中，加以恒压25～30V电解1
‑
3h，直到钛片表面呈现浅黄色；S7、将电解所得Ti/Pt电极片在去离子水中静置一定时间后，用N2吹干，将吹干后的Ti/Pt电极片放入坩埚中，以2℃min
‑1升温到450℃，在该温度下反应2h后自然降温，在钛片表面制得浅蓝色负载型管状二氧化钛纳米管。2.根据权利要求1所述的基于钛板构筑的铂负载型管状光催化电极片的制备，其特征在于，所述钛片的尺寸为2cm
×
2cm。3.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：董飞龙，李金哲，傅楚云，陈心怡，朱佳妮，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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