光催化燃料电池法测定有机气体浓度的研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mm109700
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环境监测可为相关环保部门在监督污染物排放、控制新污染源产生等方面提供决策依据。对于空气中的有机气体监测,目前传统的监测方法主要有气相色谱法和质谱-气相色谱连用法。本论文开展有机气体测定的光电催化技术的研究,可为快速、在线测定有机气体探索一种新方法。   本论文基于光催化燃料电池(PFC)氧化有机物量与其产生电量具有内在关系的原理,提出了光催化燃料电池测定有机气体浓度的方法。光催化阳极材料是光催化燃料电池中的关键因素。为此我们首先开展Ti02纳米管材料的研究,然后基于该材料设计了光催化燃料电池装置,并考察了测定有机气体浓度的影响因素。研究结果如下:(1)通过水热法、沉淀法等方法制备了Ag夹心结构的二氧化钛纳米管,具有较好的光催化性能。(2)制备了Ag改性的二氧化钛纳米管阵列电极,其光电催化氧化乙酸和邻苯二甲酸氢钾的性能得到了提高。(3)设计了光催化燃料电池装置,分析完全降解法和恒电流法测定有机物的原理,并探讨了不同实验条件对测定结果的影响。采用完全降解法,在浓度为0-7ppm时,所测得的电量与浓度大小成线性关系,线性相关系数R=0.959;采用恒电流法,在浓度为0-10ppm时,稳态光电流与浓度大小成线性关系,线性相关系数R=0.984。
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