[發明專利]二氧化鈦納米管修飾的電極的應用

無效

• 申請號: 200810050646.5
• 申請日: 2008-04-25
• 公開（公告）號: CN101285789A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 郟建波;殷嬌;朱連德
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/416
• 代理公司: 長春科宇專利代理有限責任公司
• 代理人: 馬守忠

技術領域

本發明屬于二氧化鈦納米管修飾的電極的應用。

背景技術

日趨加劇的水污染已對人類的生存安全構成重大威脅，成為人類健康、經濟和社會可持續發展的重大障礙?；瘜W需氧量(chemicaloxygen?demand，COD)是衡量水質污染程度的重要指標之一，是指在一定條件下，水體中有機物或其他還原性物質被強氧化劑氧化所消耗的氧化劑所對應的氧的物質濃度(mg/L)。COD的測定對工業廢水的安全排放以及防治污染有著重要的意義。傳統的測定水質COD的方法主要是重鉻酸鉀氧化法(GB?11914-89)，其缺點是：分析周期長，能源浪費大，試劑消耗多；分析中要使用汞鹽、鉻鹽、銀鹽等成本高，對環境造成二次污染；如果待測溶液中存在氯離子，亞硝酸根離子等，它們會與消化劑反應或與催化劑作用，使測定結果造成很大偏差。因此，尋找新的快速、有效、成本低、污染小的方法測定COD顯得尤為重要。

近幾十年來，金屬氧化物光催化氧化技術取得了較大的發展，國內外對金屬氧化物光催化材料的制備、表征、改性、固定化及其作用機理等方面的研究報道較多。其中二氧化鈦因其價廉、環境友好、催化活性高、氧化能力強、穩定性好、易于回收等特點而備受人們青睞，二氧化鈦光催化技術的使用已廣泛應用于污水處理、空氣凈化及殺毒滅菌等諸多領域，其中光催化技術在廢水治理領域的應用較為突出。M.R.Hoffman等人(M.R.Hoffmann，S.T.Martin，W.Choi，D.W.Bahnemann，Environmental?Applications?of?SemiconductorPhotocatalysis.Chem.Rev.1995，95，69-96.)指出具有光催化活性的二氧化鈦在光激發下，能產生具有強氧化性的活性氧自由基(如羥基自由基)等一類強氧化劑，可將水中的有機污染物深度礦化為無毒的無機小分子。因此，利用此原理可望實現對有機污染物的快速、實時測定，為水體中有機污染物總量的測定提供一種全新的理念和思路。目前比較常見的二氧化鈦催化劑主要是二氧化鈦粉體，在光照條件下催化效果顯著。如Hongyu?Wang等人(H.Wang，R.E.Partch，Y.Li，Synthesis?of?2-Alkylbenzimidazoles?via?TiO₂-Mediated?Photocatalysis.J.Org.Chem.1997，62，5222-5225.)將粉體二氧化鈦光催化劑分散在液相中用于降解硝基苯等苯類化合物。由于通常是在液相中，降解過程比較難控制，而且不容易收集信號，通常依靠測定光反應前后的濃度差，顯然這種方法比較粗糙。金利通等人(金利通，艾什云，張文，李嘉慶，鮮躍中，高夢南，楊婭，徐繼明，用納米二氧化鈦粉體測定水體化學需要量的方法.專利號：ZL?02145349.7)發明了在浸沒式反應器中加入需要量的納米二氧化鈦粉體和一定體積的水或者廢水及一定量的無機氧化劑溶液，調節到一定的pH值，恒溫攪拌，光照5-15分鐘后，離心分離后取上清液，用分光光度法測定Cr⁵⁺的吸光度計算水或廢水的COD值。此法相對于經典的鉻法來說有很大的改進，但整個實驗過程還是比較長，使用有高度污染的重鉻酸鉀，并且步驟比較繁瑣。雖然這種粉體二氧化鈦可以在溶液中大規模的用于降解有機物，但是粉體二氧化鈦很難和反應溶液分離，因此催化劑的回收及循環利用受到極大限制。對這類光催化反應而言，由于粒子是分散在溶液中的，其反應過程是相當復雜的，很難把握其動力學性質及相關參數，而且實驗條件只能在反應開始前得到控制，反應一旦開始，則很難控制該實驗過程。