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基于FTO/BiVO4/BiOI阳极的可见光驱动光电催化水处理技术:针对新兴药物污染物的去除

DOI:10.1016/j.electacta.2019.03.217 期刊:Electrochimica Acta 出版年份:2019 更新时间:2025-11-14 14:48:53
摘要: 水体受有害且难降解有机物的污染是一项全球性挑战。光电解氧化技术结合了电解与光催化过程,是去除水中/废水中这些有机物的有效方法。本研究报道了在可见光照射下,通过光电解过程利用BiVO4/BiOI光阳极降解新兴药物污染物——对乙酰氨基酚和环丙沙星。我们将BiVO4/BiOI通过电沉积法负载于FTO玻璃上,并采用XRD、SEM、EDS和漫反射紫外-可见光谱进行表征。结果表明BiVO4/BiOI已成功电沉积于玻璃基底。Mott-Schottky曲线证实两种电沉积半导体间形成了p-n异质结。计算得出BiVO4/BiOI的载流子密度高于纯BiVO4和BiOI。该二元电极的光电流响应也优于单一电极。在1.5V偏压下经过2小时光电解处理,所制备的光阳极(FTO/BiVO4/BiOI)对对乙酰氨基酚和环丙沙星的降解效率分别达到68%和62%。该光阳极对含对乙酰氨基酚和环丙沙星混合成分的合成制药废水同样有效,且能降解染料。研究表明该光阳极适用于废水中有机药物污染物的光电解降解。
作者: Benjamin O. Orimolade,Babatunde A. Koiki,Gbenga M. Peleyeju,Omotayo A. Arotiba
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研究概述 实验方案 设备清单

利用BiVO4/BiOI光阳极通过光电催化过程在可见光照射下降解新兴药物污染物(对乙酰氨基酚和环丙沙星)以实现水处理研究。

通过电沉积法成功制备了FTO/BiVO4/BiOI p-n异质结光阳极,在可见光下展现出增强的光电催化活性。该电极在1.5 V偏压下2小时内对对乙酰氨基酚(68%)、环丙沙星(62%)和橙黄II染料(85%)实现了显著降解效率,具有改善的电荷分离和降低的复合率。该电极经过三次重复使用仍保持稳定性,且能有效降解污染物混合物,表明其在处理含药物污染物的实际废水处理应用中具有潜力。

该研究聚焦于特定模型污染物(对乙酰氨基酚、环丙沙星、橙黄II染料),可能无法推广至所有有机污染物。电沉积方法及条件(如pH值、电位)可能需要针对不同基底或规模进行优化。采用模拟阳光(氙灯)可能无法完全复现自然太阳光照条件。对于超过三个循环的长期稳定性和可重复使用性未进行广泛测试。

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