（分析化学专业论文）纳米二氧化钛光催化机理及其新型cod测定方法与仪器的研究.pdf

学位论文独创性声明 零天掰量交熬学位埝文是我在导萍静攒簿下送行戆研究工终及取褥豹碜 究 成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含菇他个人已经 发袭或撰写过的研究成果。对本文的研究做出熏要贡献的个人和集体，均已在 文中露了囊礁说强并表示滚塞。 作者签名：31 1 纛 日期_ 越：心 学位论文使用授权声明 本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规寇，学校有权保 留学做论文并向国家主臀部门或其指定机构邀交论文的电子版和纸质版。有权 将学缎论文霜予 赢利秘的的少量复裁菸允诲论文进天学校鹜书镶被套阕。蠢 权将学位论文的内容编入有关数据瘁进行检索。有权将学位论文盼标题和摘要 汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。 拿住论文作者篾襄：j 稚吾 日期：巡i ：，匿 一氛垒，龟 麓期：三! 只l 宇 中文摘要 纳米二氧化钛光催化枫理及冀耨型c o d 测定方法与仪器趋研究 摘要 环境污染滔蓬已经畿为港前中鬣发震中酌一个羹大润题，永质的污染是环境 污染的一大方面，污水蔻否遮蜀排放标准由污水的污染指数决定，其中最重疆的 指标是污水的化学需氧爨( c o d ) 值。荫前在工业和环境监测部门c o d 的检测 方法仍沿用羹铬酸钾滴定法和库仑法，但上述方法存在分析时间长、操作过程繁 琐、测定准确度箍、易带来二次污染等缺点。因此，需要建立新的方法以满足监 测水体中的污染物，特别是用于监督工业污水刳 赦的要求。毅方法必须快速、准 确、对环境友好，并掇毫现奢方法的灵敏度鄹使用范围。 续米t i 0 2 光摧化作为一耱离级餐仡技术可将水中有枫污染物完全光催纯降 解为遵0 牟鑫c 0 2 ，豳诧光倦仡在有机污染物降解方面其有降解效率高、无二次 污染等伉点而受剜人们的广泛关注，在环境脏测方面显示出广阔的应用前景。 然而，纳米t i 0 2 光催化在应用上还存在许多问题，如催化剂悬浮体系存在的 难回收、易中毒等缺点：光生电子和空穴极易复合而导致光催化效率低；对太阳 能的利用率低，光催化方法单一笛，这些限制了其在环境分枣斥方恧的应用。茶于 以上存在的阅题，本论文开展了以下足个方嚣鳇工馋：( 1 ) 将催化剡露是忧织决 懋浮体系存在的阀题；( 2 ) 采用光电继仡技术提离光催 皇效率；( 3 ) 以钛片为蒸体 制备比表面耩大灌化活健凳商的y i 0 2 缡米篱电板栗提商光催纯效率；( 4 ) 嗣备 q d s c d s 敏纯的t i 0 2 复合薄膜，扩展了t i 0 2 在可见光区的吸收，并提高了光催 化效率。在解决上述问题的同时，研究了纳米西0 2 光催化的机理，并在此基础上 建立了快速、操作方便、灵敏度高、应用范围广的测定c o d 的新方法，并研制 了c o d 快速光分析仪，从而拓展了光催化在c o d n 定中的应用。本论文是豳家 巍然科学基金项腿和上海市科委重点项目的部分内容。全文共分五个部分： 1 绪论( 第一章) 本部分内容分为纳米二氧化钛毒考糕的光健化槛璎硬究及座用、半导体量子点 及其应用以及化学震襞量鳇检测现状与发震三个帮分。并对这些领域方瑟的研究 与遴矮侔了综述。 华东师范大学申请博士学位论文 中文摘要 l i 纳米t i 0 2 协同体系光催化氧化机理研究及其在c o d 测定中的应用研究( 第 二、三毫) 当用能量等于或大于半导体禁带宽度( 3 2e v ) 的光照射半导体时，在半导体 熊导繁葶禁带上分别形成电子与空穴对( e - 曲_ ) 。光生空穴有很强静缮奄予能力， 蒸裔强氧化往，可使有机物被矿化氧化，值它又授易和光生电子复合。无机氧化 剂作为电子受体，可以获褥光生电子减少其和光生空穴的复台，实践袭明，无机 氧化物光媸化还爨孝翟有攘物的光催他氧化楚协潜遴行的，因此我稍可以由光催化 还原无机氯化物的量的变化来定量测定水样中的c o d 值。 第二章提出了一种以纳米t i 0 2 和k b r 0 3 协固催化氧化为体系，用b f 。裹予选 择镁电摄测定求体中c o d 的新方法。考察了k b r 0 3 起始浓度、p h 镄、催纯剂 投加量、温度等因素对反应的影响。用于实际水样的检测，测定结果与c o d 标 准法有很好的相关性。 在使髑纳米t i o ：粉状颗粒作为光徭化箭对，由于缡米颓粒极为细小，存在 难以回收、容易凝结和中毒等缺点。因丽发展了将纳米t i 0 2 固定在载体上的光 催化氧化方法，提毫光催化效率，拓展了缎米t i 0 2 的搜用锈域。在第三牵中采 翔溶胶凝胶法在石英玻璃管上嗣备了纳米t i 0 2 薄膜，研究了纳米t i 0 2 一 c e ( s 0 4 ) 2 协同催化氧化体系测定水中c o d 使的方法，可准确测定1 1 2 m g l 之 闼的c o d 篷，检测羧为0 4 m g l ，将其蹋予地袭水等 氐c o d 蛰的测定，获褥了 满意的效粜。 i i l 缩米管t i 0 2 光奄楼仡传懑器静镧备及箕在c o d 测定中酌应翔研究( 第圈 瓷) 第四章采用电化学阳极氧化法制备了t i 0 2 纳米管阵列，纳米管t i 0 2 由于其 大的比凌磷积面提高了光倦化活性，在c o d 的测定中的应用还未见报导。本文 以纳米管t i 0 2 乍为光壤催化传感器，在光滚镂纯过程中，电极表褥产生强氧化 性的光生空穴及- o h 等臼由基，能够氧化溶液中的有机物，引起光生电流的变化。 一定浓度范围内，光生电渡变化傻与承榉的c o d 僮存在线性关系。与传绞氧化 法桶沈，该传感器具有溺定速发茯，无二次污染，便予实现自动化等优点，能用 于废水样品c o d 的测定，具有广阔的应用前景。 华东师范大学审请博士学位论文 中文摘要 i v q d s c d s 敏化t i o z 复合薄骥黪光瞧壤饯及冀应雳于c o d 测定凝方法黪磅 究( 第聂j 六章) 量子点( q d s ) 出予其独特的梭覆特剐楚光学特澧而广泛应用予生物医擎和 光电子学领躐。遥过选择适当觞窄禁带宽凄的量予点半导体对t i 0 2 薄膜敏纯， 不徨可以扩矮嚣。2j 光啜牧熬蕊国，还可以有效逡降低载流子的复合凡率，殛长 载滚子抟寿念，从悉提裹t i 0 2 巍嘏转羧稆光镤纯效率，拓矮了量子点杰环琥分 毒晕中款应用莲基。 第五章采用瞧缝装熬方法在t i 0 2 薄膜土剁备了q d s c d s t i 0 2 复合薄膜。研 究q d s 。c d s 敏化对t i 0 2 薄貘魄极光毫转换效率懿影镌，并探讨敏化以髫光生毫 萄的转移特性。在如馋提怒t i 0 2 的光催促涯蛙上，蟪q d s c d s 敏纯t i q 与光电 催化技术结合起来，以甲綦橙为研究曩标，遴毒亍了甲綦橙光电催化动力学硬究。 实验结果表明甲蒸橙的降孵率得到鼹著提高，表理出饯良的光缨七黪解性能，说 明q d s c d s 敏化与光电催化技术结合是提衰纳米t i 0 2 光催化活性的一静有效途 径。由于该复合薄膜光生电子和空穴的转移，电髓分离好，寿命长，有望在光催 化、光能量的存储、太阳能光电池方面得到广泛的应用。 第六章以q d s c d s t i 0 2 作为光电催化传感器，并首次用于水样中化学需氧 量( c o d ) 的测定。由于复合薄膜比t i 0 2 薄膜具有更高的光电催化活性，因此 建立的新方法提高了c o d 测定灵敏度和线性范围，在t 5 6 0 0m g l 范围内县有 良好的线性响应，相关系数为0 9 9 9 8 。将该传感嚣用于实际水样的测定也取得了 满意的结果，与标准k 2 c r 2 0 ，法相比有很好的相关性。 v c o d 快速光分析仪的研制( 第七章) 蚕蘸国内努静c o d 分孝厅仪器酌监浏原遴夫交可分为滴定法、分光光度法和 传戆器法，葵中以分竞光度法最为常用，翅美国h a c h 分析仪。该方法采用大 量熬浓簸酸鹣裹浓度静重镑酸镩及窍毒懿硫酸汞，显要进行裔溢消鳞，测定对阀 长，操 挈过于繁鸷| l ，测量准确度差。霾i 鞋：需要开发一静侠遮、臻确、对环境友好 款c o d 分摄饺。第七牵采j 霹；l 纳米t i 0 2 光催纯氧化求 誊中有袄戆懿嚣理，开发繇 制了一耪毅型c o d 快速光分孝斥仪。该仪器不但霹进牙污东中蔫c o d 篷戆裣瓣， 还可进行如她表水等低c o d 壤灼捻溅，成功鳃决了过去裹低c o d 篷不链嗣时 华东师范大学申谴博士学位论文 中文摘簧 检测的难题。本仪器的单样检测时间短，操作简单，测照精密度筒，与c o d 标 准分柝法具商较好的一致性，大大降低了对环境魄二次污染，能够实现c o d 的 快速分幸厅。 本论文的创新之处 1 在研究缡米t i 0 2 协简体系光催化氧化祝理的基础上，建立了纳米t i 0 2 - - k b r 0 3 和t i 0 2 - - c e ( s 0 4 ) 2 协同体系测定c o d 的新方法，方法具有快速，操作 篾便，条件瀑和，不会造成二次污染等优点，具有一定熬应用蓠豢； 2 采1 莆电化学阳极氧化法制备了纳米管瓢0 2 光电催化传感器，并首次将其 用于c o d 的检测。纳米管t i 0 2 由于其大的比表西积丽提赢了光偻化活性。与传 统的重铬酸锊氧化法相比，该转感器具有测定快逮，不需有毒、昂责试剂，便于 实现自动化等优点，其有广阔的应用前景： 3 。 采用自缎装的方法在日。2 薄膜上制各了q d s c d s t i 0 2 复合薄膜。燎 q d s c d s 镶化t i 0 2 与光宅催纯技术结合越来，以甲萋橙为研究舀标，进行了甲 基橙光电催化动力学研究。实验结果表明q d s c d s 敏化与光电催化技术结合是 提赢纳米t i 0 2 光催化活性的一弛有效途径，摄展了量予点在环境分援中戆应躅 范围； 4 以q d s c d s t i 0 2 作为光电催化传感器，并首次用于水样中化学需氧量的 测定。由于复合薄膜比瓢0 2 薄膜舆有要裹鲍光电镁化涟 生，爨此该传感器攫lc o d 值粪有检测线性范戮宽、分祈时间斑、操作简便、无二次污染等优点； 5 建立7 n 用纳米半导体氧化物对无机氧化物光倦化还原与对水体中有虮 妨光健化氧化之闻浓度的定量关畚，磅铡了c o d 快遴光分析仪。该仪器不健可 进行污染承体系中高c o d 值的检铡，还可进行如地表水等低c o d 值的检测， 检测限为o 4 m g 几，成功解决了过去高低c o d 值不能同时检测的难题。实现了 对水体中c o d 馑豹快速、灵敏熬检测。 关键词：纳米二氧化钛，q d s 。c d s 敏化，二氧化钛缡米管，光媸化氧化，化学嚣氧量 华东师范大学申请博士学位论文 s t u d yo np h o t o c a t a l y t i cm e c h a n i s mo fn a n o s t r u c t u r e dt i 0 2a n di t sa p p l i c a t i o n i nn o v e lm e t h o da n di n s t r u m e n tf o rc o dd e t e r m i n a t i o n a b s t r a c t w i t ht h ei n c r e a s i n g l ys e v e r ee n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n ，g r e a ta 拄e n f i o nh a sb e e np a i d 协w a t e r p o l l u t i o na n di t st r e a t m e n ti nc h i n at h ew a t e rp o l l u t i o ni sal a r g ea s p e c to ft h ee n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o n w h e t h e rt h es e w a g ec a r lr e a c ht h ed i s c h a r g es t a n d a r di sd e t e r m i n e db yt h ep o l l u t i o n i n d e xo f t h es e w a g e ，a m o n gw h i c ht h em o s ti m p o r t a n ti st h ec o dv a l u eo f t h es e w a g e c h e m i c a l o x y g e nd e m a n d ( c o d ) ，w h i c hd i s p l a y sg r e a ts i g n i f i c a n c eo nt h ee v a l u a t i o no fw a t e re n v i r o n m e n t h a sb e e nu s e da sap a r a m e t e rt or e p r e s e n tt h ed e g r e eo fo r g a n i cp o l l u t i o no fw a s t e w a t e r t h e c o n v e n t i o n a lm e t h o df o rc o dd e t e r m i n a t i o ni sb a s e do nt i t r a t i o no ft h es a n l p l e sw i t has t r o n g o x i d a n ts u c ha sp o t a s s i u md i c h r o m a t e t h i sm e t h o di st i m ec o n s u m i n ga n di t sa c c u r a c yd e p e n d s o no p e r m o m s k i l l tt h e r e f o r e ，a na l t e r n a t i v em e t h o df o rc o dd e t e r m i n a t i o n ，i fi ti sc o n v e n i e n t , t i m e s a v i n ga n dl o w - c o s t , i sm o s td e s i r a b l e o v e rt h ep a s ts e v e r a ld e c a d e s ，h a l l o s e m i c o n d u c t o ro x i d e ss u c ha st i 0 2i sw i d e l yu s e da st h e p h o t o c a t a l y s t w i t hi t ss p e c i a lp h o t o e l e c t r i c a lc h a r a c t e r i s t i c s ，t h et i 0 2c a l l p r o d u c es t r o n g o x i d i z i n ga g e n t ss u c ha sh y d r o x i d er a d i c a l s ，w h i c hp l a ya ni m p o r t a n tr o l ei nd e g r a d a t i o no f o r g a n i cc o m p o u n d s s ot h ep o l l u t a n ti nt h ea q u e o u ss y s t e mw i l lb er e d u c e di n t oh a r m l e s s i n o r g a n i cs u b s t a n c e ss u c ha sw a t e ra n dc a r b o nd i o x i d e ，a n dw o u l dn o tb r i n gw i t ha n ys e r i o u s s e c o n d a r yp o l l u t i o n t h e r e f o r e ，n a n o s e m i c o n d u c t o ro x i d e sh a v es h o w np r o m i s i n gp r o s p e c ti n e n v i r o n m e n t a la n a l y s i s u n f o r t u n a t e l y , t h ep h o t o c a t a l y t i co x i d a t i o ne f f i c i e n c yi sg r e a t l yr e d u c e d 谤t h eh i g he x t e n to f h o l e - e l e c t r o nr e c o m b i n a t i o na n dt h eu t i l i z i n ge f f i c i e n c yo f t h es u n l i g h ti sl e s st h a n1 0 ，h i n d e r i n g t h e i rf u r t h e rm a n i p u l a t i o na n da p p l i c a t i o n t oi m p r o v et h e s ed i s a d v a n t a g e ，al o to fi n v e s t i g a t i o n h a sb e e nd e v o t e d ：f i r s t l y , t oa v o i d e dt h ea g g r e g a t i o na n dt h ed i f f i c u l t yo ft h ec a t a l y s tr e c o v e r y e x i s t i n gi nt h es u s p e n s i o ns y s t e m ，t h ec a t a l y s tw a si m m o b i l i z a t e do nt h eq u a r t zt u b e ；s e c o n d l n p h o t o e l e c t r o c a t a l y t i ct e c h n o l o g yh a sb e e ne m p l o y e dt oe n h a n c et h ep h o t o c a t a t y t i ce f f i c i e n c y ； t h i r d l y , t i t a n i an a n o t u b e sh a sb e e np r e p a r e da n di th a sh i g hp h o t o c a t a l y t i ce f f i c i e n c yb e c a u s eo f i t sl a r g es u r f a c ea r e a ；f i n a l y ，q d - c d sm o d i f i e dt i 0 2e l e c t r o d eh a sb e e np r e p a r e d ，s h i f t i n gt h e a b s o r b a n c et o w a r dt h ev i s i b l el i g h tr e g i o na n di m p r o v i n gt h ep h o t o e a t a l y t i ce f f i c i e n c y 毕拳帮范大学申请博学位论文 5 a b s t r a c t i nt h i st h e s i s ，s e v e r a ln o v e l ，r a p i d ，c o n v e n i e n ta n ds e n s i t i v em e t h o d sh a sb e e nd e v e l o p e df o r d e t e r m i n a t i o no fc o db a s e do nt h em e c h a n i s mo fp h o t o c a t a l y s i so fn a n o p a r t i c l e so ft i 0 2 ，a n d t h e n ，af a s tc o da n a l y t i c a li n s t r u m e n tb a s e do nc o l o f i m e t r i cd e t e c t i o nm e t h o di sd e v e l o p e d t h e e s t a b l i s h e dm e t h o d sh a v eg o o db e h a v i o r sa n dt h er e s u l t sa ! e ew e l lc o r r e l a t e dw i t ht h o s e c o n v e n t i o n a lm e t h o d s 。t h u s ，t h e yd i s p l a yag r e a tp o t e n t i a li nc o do n - s i t em o n i t o r i n gt h i sw o r k i ss u p p o r t e db yt h ep r o j e c to f n a t i o n a ln a t u r a ls c i e n c ef o u n d a t i o no f c h i n aa n dt h ek e yr e s e a r c h & d e v e l o p m e n tp r o g r a mo f s h a n g h a it h ew h o l ep a p e rc a l lb ec l a s s i f i e di n t of o l l o w i n gf i v ep a r t s ： p a r t1o v e r v i e w ( c h a p t e rl 、 ad e t a i lo u t l i n ea n dr e v i e w so ft h es e m i c o n d u c t o r s ，s u c ha st i 0 2 ，q u a n t u md o t sa n dt h e i r a p p l i c a t i o n s w e r ei n t r o d u c e d t h ec u r r e n tt h e o r i e s ，m e t h o d sa n di n s 竹u m e n t sf o rc o d d e t e r m i n a t i o nw e r ea l s os u m m a r i z e di nt h i sp a r t p a r t2m e c h a n i c a ls t u d yo fc o e x i s t e ds y s t e mo fn a n ot i 0 2a n di t sa p p i l i c a t i o ni nt h e d e t e r m i n a t i o no f c o d ( c h a p t e r 2 & 3 ) w h e nf l a n o - s e m i c o n d u c t o ri si r r a d i a t e db yl i g h tw i t ht h ee n e r g ye q u a l 协o rg r e a t e rt h a nt h e b a n dg a p ( 3 + 2 e ，a ne l e c t r o ni sp r o m o t e dl 。t h ec o n d u c t i o nb a n d , l e a v i n gb e h i n dap o s i t i v eh o l e i nt h ev a l e n c eb a n d t h eh o l e sa r ep o w e r f u lo x i d a n t s ，w h i c hc a no x i d i z eo r g a n i cc o m p o u n d s b u t t h e yc a na l s or e c o m b i n ew i t ht h ep h o t o g e n e r a t e de l e c t r o ne a s i l y a sa ne l e c t r o na c c e p t o r , t h e i n o r g a n i co x i d ec a l li n h i b i tt h er e c o m b i n a t i o no f h o l e sa n de l e c t r o n sa n de n h a n c et h eo x i d a t i o no f o r g a n i cc o m p o u n d s e x p e r i m e n t ss h o w e dt h a tt h ep h o t o c a t a l y t i cr e d u c t i o no fi n o r g a n i co x i d i z i n g s p e c i e sa n dt h ep h o t o c a t a l y t i co x i d a t i o no f t h eo r g a n i cc o m p o u n d sw e r ec o e x i s t e d t h e r e f o r e ，t h e c o dv a l u ec a l lb ed e t e c t e db yt h ev a r i o u so f t h ep h o t o c a t a l y t i cr e d u c t i o ni n o r g a n i co x i d e + i nc h a p t e r2 ，an e wp h o t o c a t a l y t i co x i d a t i o ns y s t e m ，n a n ot i 0 2 k b r o ss y n e r g i cs y s t e mw a s s t u d i e d i nt h i ss y s t e m ，t h eb r o m i d es e l e c t i v ee l e c t r o d ew a su s e df o rc o dd e t e r m i n a t i o n t h e i n i t i a lc o n c e n t r a t i o n 、p hv a l u e 、t h ed o s a g eo ft i 0 2a n dt e m p e r a t u r eo ft h i sr e a c t i o nw e r e o p t i m i z e d b e c a u s et h ep o w d e ro ft i 0 2n a n o p a r t i c l e sw a ss ot i n y , i th a ss e v e r a ld i s a d v a n t a g e ss u c ha s a g g r e g a t i o n ，h a r dt or e c l a i ma n dp o i s o n i n g t oi m p r o v et h ep h o t o c a t a l y t i ce f f i c i e n c ya n d a p p l i c a t i o nf i e l do fn a n ot i 吼，t h es o l - g e l b a s e dl l a n o - t i 0 2f i l mw h i c hw a sc o a t e do n t ot h eq u a r t z 华东师范大学申请博士学位论文6 a b s 打a a t u b ew a sp r e p a r e d b yu s i n gn a n o t i 0 2 - c e ( s 0 4 hc o e x i s t e ds y s t e m ，t h ec o dc a nb ed e t e c t e di n t h er a n g eo f1 1 2m g lw i t ht h ed e t e c t i o nl i m i to f0 4 m g l t h i sm e t h o dw a sa p p l i e dt ot h e d e t e r m i n a t i o no ft h ec o do fg r o u n dw a t e rs a m p l e s t h er e s u l t sw e r ei ng o o da g r e e m e n tw i t h t h o s ef r o mt h ec o n v e n t i o n a l ( i e ，p e r m a n g a n a t e ) c o dm e t h o d s p a r t3p r e p a r a t i o no ft i 0 2n a n o t u b e sp h o t o e l e e t r o e h e m i e a ls e n s o ra n di t sa p p l i c a t i o ni nt h e d e t e c t i o no f c h e m i c a lo x y g e nd e m a n d ( c h a p t e r4 ) t i 0 2n a n o t u b e sh a v eh i g hp h o t o c a t a l y t i ca c t i v i t yb e c a u s eo ft h e i rl a r g es p e c i f i cs u r f a c ea r e a t h e yw e r ea l w a y su s e df o rp h o t o e l e c t r o c a t a l y t i cd e g r a t i o no fo r g a n i c c o m p o u n d s ，t o o u r k n o w l e d g e ，t h e r ei sn op a p e rp u b l i s h e da b o u tt h ec o dd e t e c t i o nw i t ht i 0 2n a n o t u b e s h e r e ，a n o v e lp h o t o e l e c t r o c a t a l ”i cs e n s o rt h r o u g ht h ef a b r i c a t i o no ft i 0 2n a n o t u b e sb ye l e c t r o c h e m i c a l a n o d i co x i d a t i o no nap u r es h e e tt od e t e c tc o dw a sp r o p o s e d c o m p a r e dw i t ht h ec o n v e n t i o n a l d i c h r o m a t em e t h o d ，t h i sm e t h o dt h a tw ed e v e l o p e di nt h i sp a p e rr e q u i r e sn oh y p e r t o x i cr e a g e n t s a n dl e s sa n a l y s i st i m e ，w h i c hs u g g e s t e dt h a ti tw o u l db ea n o t h e ra p p r o p r i a t em e t h o df o rc o d d e t e r m i n a t i o ni nw a t e ra s s e s s m e n t p a r t4p h o t o e i e c t r o c a t a i y s i so fq d - c d s t i 0 2 e o m p o s i t e ds e m i c o n d u c t o re l e c t r o d ea n d d e v e l o p m e n to fan e wm e t h o d sf o rd e t e r m i n a t i o no fc o d ( c h a p t e r5 们 b e c a u s eo fs o m ep a r t i c u l a rc h a r a c t e r i s t i c se s p e c i a l l yt h eo p t i c a ls p e c i a l i t y , t h eq u a n t u md o t s ( q d s ) h a sb e e na p p l i e di nt h ea r e a so fb i o m e d i c i n ea n do p t o e l e c t r o n i c s p h o t o s e n s i t i z a t i o no f “8 “o 。r y s t a l l i n et i t a n i u md i o x i d eb yq u a n t u md o t ss e m i c o n d u c t o r , w h i c hh a sas m a l lb a n dg a p w o u l dr e d u c et h e p r o b a b i l i t yo fe l e c t r o n s - h o l e sr e c o m b i n a t i o ni nt h et i 0 2l a y e r sa n dt h u s i m p r o v et h ep h o t o c a t a l y t i ce f f i c i e n c yo f t i 0 2 i no r d e rt oe n h a n c et h ep h o t o c a t a l y t i ce f f i c i e n c yo f t i 0 2 ，q d s c d sw e r ec o u p l e dw i t ht i o ， a n dq d s 。c d s t i 0 2m o d i f i e de l e c t r o d ew a sp r e p a r e di nc h a p t e r5 t h ec h a r a c t e r i s t i co fc h a r g e t r a n s f e rm a dt h el i g h t c o n v e r t i n ge f f i c i e n c yw e r ea l s o s t u d i e d m e t h y lo r a n g ew a sc h o s e na s a m o d e lc o m p o u n da n dt h ee x p e f i m e n nd e m o n s t r a t e dt h a tt h e d e g r a d a t i o ne f f i c i e n c yo fm e t h y l o r a n g ea n dt h ep h o t o c a t a l y t i ce f f i c i e n c yo fq d s c d s t i 0 2w e r ei n c r e a s e d ，t h eq d s c d s t i o ， c o m p o s i t em o d i f i e de l e c t r o d eh a sl o n gl i f e t i m ea n dc a ni m p r o v et h ep h o t o g e n e r a t e dh o l e sa n d 。l e c 订o n ss e p a r a t i o n ，s oi tm a yh a v ep r o m i s i n ga p p l i c a t i o ni nt h ea r e a so fp h o t o c a t a l y s i s ，t h e 华东师范大学申请博士学位论文 7 s t o r a g eo fs o l a re n e r g ya n d t h es o l a rc e i l i n c h a p t e r6 ，ap h o t o e l e c t r o c h e m i c a l s e n s o rf o rc h e m i c a l o x y g e nd e m a n d ( c o d ) d e t e r m i n a t i o nb a s e do np h o t o s e n s i t i z e dt i 0 2w i t hq d s * c d sh a sb e e nd e v e l o p e d c o m p a r e dw i t h b a r et i 0 2e l e c t r o d e ，t h eq d s c d s t i 0 2c o m p o s i t e f i l m se l e c t r o d ee x h i b i t e d h i g h a r p h o t o e l e c t r o c a t a l y t i co x i d a t i o nt oo r g a n i cp o l l u t e s 。u n d e rt h eo p t i m i z i n gc o n d i t i o n s ，t h es e n s o r r e s p o n d e dl i n e a r l yt ot h ec o do f d g l u c o s es o l u t i o ni nt h er a n g eo f1 5 5 0 0m g lw i t hal i n e a r c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n to f09 9 9 8 r e a ls a m p l ea n a l y s e sw e r ea l s oc a r r i e do u t t h er e s u l t s d e m o n s t r a t e dt h a tt h em e a s u r e dc o dv a l u e su s i n gt h es e n s o ra n dt h es t a n d a r dm e t h o d sw e r ei na n e x c e l l e n ta g r e e m e n t p a r t5d e v e l o p m e n to f f a s tc o dd e t e c t i o ni n s t r u m e n t ( c h a p t e r7 ) t h ec o n v e n t i o n a lm e t h o df o rc o dd e t e r m i n a t i o ni sb a s e do nt i t r a t i o no ft h es a m p l e s ， s p e c t r o p h o t o m e t r ya n ds e n s o r , i nw h i c hs p e c t r o p h o t o m e t r yi si nc o m m o nu s es u c ha sa m e r c i a n h a c ha n a l y t i c a li n s t r u m e n t h o w e v e r , t h i sp r o c e d u r ei st i m e ”c o n s u m i n g , a n di td e m a n d s h i g h - q u a l i t yp e r s o n n e l a n de x p e n s i v e ( a g a s 0 0a n dt o x i c ( t t g s 0 0r e a g e n t s t h e r e f o r e ，a n a l t e r n a t i v em e t h o df o rc o dd e t e r m i n a t i o n ，i fi ti sc o n v e n i e n t ，t i m e s a v i n ga n dl o w c o s t ，i sm o s t d e s i r a b l e i nc h a p t e r7 ，af a s tc o dd e t e c t i o ni n s t r u m e n tb ym e a n so fp h o t o m e t r yw a sd e v e l o p e d b a s e do nt h ep h o t o c a t a l y t i ct h e o r yo ft h en a n o