（分析化学专业论文）新型纳米光催化材料的制备及其用于化学需氧量测定的研究.pdf

学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经 发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在 文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：公【2 垒 日期： 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、使用学位论文的规定，学校有权保 留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权 将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有 权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索。有权将学位论文的标题和摘要 汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。 学位论文作者签名：弘丫 a 导师签名： 日期：鬯至：茎：! ， _ 、 ， 王币l 迥 醐：型7 四华东师范大学申请博士学位论文 中文摘要 新型纳米光催化材料的制备及其用于化学需氧量测定的研究 摘要 环境污染已经成为当前中国经济高速发展的瓶颈问题，其中水环境污染的问 题又是环境污染问题的一大方面。污水能否达到排放标准由污水的污染指数决 定，其中最重要的指标是污水的化学需氧量( c o d ) 值。目前c o d 检测的标准 方法是重铬酸钾滴定法和高锰酸钾指数法，但上述方法存在分析时间长、操作过 程繁琐、测定准确度差、存在二次污染等缺点。因此必须建立一种快速、准确、 对环境友好，并能提高现有方法灵敏度的新方法。 纳米半导体氧化物具有的光催化特性，能在光激发下产生强氧化性的含氧自 由基等一类强氧化剂，可将水中有机污染物完全光催化矿化。利用此原理可望实 现对有机污染物的快速、实时监测，为环境水体的监测提供一种全新的理念和思 路。 本论文制备并表征了一系列新型的纳米t i 0 2 光催化剂，探讨了纳米t i 0 2 光、 电催化氧化有机物的机理，提出了一种利用具有光、电催化活性纳米t i 0 2 对有 机物进行光电催化氧化降解，进而对水体化学需氧量进行测定的新方法。 全文共分四个部分： 誓露瑟豳 本部分内容分为新型纳米二氧化钛光催化材料的制备及应用和化学需氧量 的检测现状与发展两个部分。并对这些领域的研究与进展作了综述。 当用能量等于或大于t i 0 2 禁带宽度的光照射t i 0 2 材料时，在t i 0 2 的导带和禁 带上分别形成电子与空穴对。光生空穴有很强的得电子能力，具有强氧化性，可 使有机物被氧化矿化，但它又极易和光生电子复合。无机氧化剂为电子受体，可 以抑制光生电子和光生空穴的复合，实验表明，无机氧化物光催化还原和有机物 的光催化氧化是协同进行的，因此我们可以由光催化还原无机氧化物的量的变化 来定量测定水体中c o d 的值。 第二章提出种以纳米t i 0 2 和k 2 s 2 0 8 协同催化氧化体系，用离子色谱测定水 体中c o d 值得新方法。考察了起始浓度、p h 值、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。 四华东师范大学申请博士学位论文 中文摘要 第三章中采用真空蒸镀和溶胶凝胶法在石英管上制备了纳米z n o 爪0 2 薄 膜，研究了纳米z n o 爪0 2 k m n 0 4 协同催化氧化体系测定水体中c o d 值得新方 法，可准确测定0 3 1 0 0m g1 。1 之间的c o d 值，检测限为0 1m gl 一，将其用于实 际水样测定得到满意的结果。 露移嬲静镡磐即嗡嘭绎衍孵甥黟移锡秽孵聊移嬲钎嬲嬲第甥荆黧嬲叨形嚣妻彩鄂彰黟群学黝耀彰嗍嬲黟钎嚣斧移翰鼎嘲驴移镶孵移孵臻移弼辑罄谚绣臻嬲穗臻孳簿曩 熟醉9 参骥筮礁荔睑麴删鱼瑟嬲燃鱼墅慰酞篡暖五复途i 蕴；量厕 第四章采用电化学阳极氧化法在纯钛片上制备了t i 0 2 纳米管阵列，纳米管具 有更大的比表面积，从而可以提高材料的光催化效率。在本章中t i 0 2 纳米管阵列 电极被用于光电催化降解水体中的含氮染料污染物甲基橙，取得非常高的降解 效率。 第五章中，应用前一章制备的t i 0 2 纳米管阵列电极，将光电催化技术和超声 技术相结合，第一次提出了声光电协同催化降解水体中有机污染物的概念，并以 甲基橙为目标污染物检测此系统的催化效率，发现这几种技术手段之间存在明显 的协同效应。 第六章中，首次成功的将z n o 纳米棒嵌入t i 0 2 纳米管阵列中，制备了z n o 纳 米棒伍0 2 纳米管阵列电极，并考察了其光电催化效率。 第七章中，首次制各了p p y t i 0 2 纳米管阵列电极，并考察了此电极的光电化 学性质。 第八章中，我们用一种有效的、通用的光电化学催化技术制备了嵌入a u 纳 米颗粒的高序排列的t i 0 2 纳米管阵列( a 帆0 2n t s ) 电极。与光催化沉积制备 的电极相比，光电催化沉积表现出更高的沉积效率并且可以利用电化学过程控制 金纳米颗粒的形成。光电催化方法被看作是将贵金属沉积在光催化纳米材料上的 通用方法。 在本章中，我们组装了毛细管阵列光催化反应器，检测了其光催化效率，并 将其用于c o d 的测定。纳米t i 0 2 薄膜被均匀的修饰在毛细管内壁，反应液在毛细 管内与纳米半导体光催化材料充分接触。石英毛细管具有很好的紫外透光性，在 毛细管内壁附着的纳米半导体催化剂在紫外光照射下对反应液中的有机污染物 进行催化降解。该反应器有光催化效率高、催化剂稳定性好、不易粉化、无催化 剂的流失、成本低廉、能实现在常温下对水体中化学需氧量的测定等优点。 2 四华东师范大学申请博士学位论文 中文摘要 1 首次将离子色谱法引入到c o d 值的检测，并取得满意结果。 2 首次建立了纳米z n o t i 0 2 m n ( v i i ) 协同催化氧化体系测定水体中 c o d 的新方法，c o d 的检测限为o 1m gl ，是一种快速、准确、灵 敏的测定方法，用于地表水低c o d 值实际样品的检测取得满意结果。 3 采用电化学阳极氧化法制备了纳米管t i 0 2 光电催化传感器，并首次将 其用于含氮染料污染物的降解。纳米管t i 0 2 由于其大的比表面积而提 高了光催化活性。并以t i 0 2 纳米管为基础，成功合成了一系列新型光 催化材料，z n o 纳米棒伍0 2 纳米管、p p y 仍0 2 纳米管、a 删0 2 纳米 管。 4 以t i 0 2 纳米管阵列作为电极，将光电催化技术和超声技术相结合，首 次提出了声光电协同催化降解水体中有机污染物的概念，并以甲基橙 为目标污染物检测此系统的催化效率，发现这几种技术手段之间存在 明显的协同效应。 5 采用溶胶凝胶方法将t i 0 2 涂覆于石英毛细管内壁，并组装了毛细管 阵列光催化反应器，以甲基橙为研究目标，进行了甲基橙光电催化动 力学研究，并用于c o d 值得测定。 关键词：化学需氧量，二氧化钛，光催化，光电催化 匹四2 0 0 8 d i s s e n a t j o nf o rp h da b s t r a c t p r e p a r a t i o na n da p p l i c a t i o no fn o v e ln a n o p h o t o c a t a l y s tf b r c h e m i c a lo x y g e nd e m a n dd e t e r m i n a t i o n a b s t r a c t e n v i r o m e n t a lp o l l u t i o nh a sb e e nad i 硒c u l tp r o b l e mi nt h eh i 曲d e v e l o p m e n to f c m n ae c o r l o m y ，e s p e c i a l l y 也ew a t e rp 0 1 l u t i o na 1 1 dt l l e 、v a t e rp o l l u t i o ni sa 1 1i n l p o r t a n t p a no fi t w h e 也e rt h es e w a g ec a l lr e a c hm ed i s c h a r g es t a n d a r di sd e t e m i n e db ym e p o l l u t j o ni n d e xo ft 1 1 es e 、v a g e ，锄o n gw h i c ht h em o s ti n l p o r t a n ti st h ec h e m i c a l o x y g e nd e m a n d ( c o d ) v a l u eo fm es e w a g e t h ec o r e n t i o n a lm e t h o df o rc o d d e t e m l i n a t i o ni sm 删a l 锄【di sb a s e do nt i t r a t i o no ft l l es 锄p l e s 晰t 1 1at o x i cr e a g e n t s u c ha sp o t a s s i u mp e 册a n g a n a t eo rp o t a s s i u md i c l u o m a t e t m s 哆p eo fs t a n d a r d m 删m e t h o di st i m ec o l l s 啪i n g ，i n v o l v e sc o m p l i c a t e dp r o c e d u r e ，h a ss e c o n d a d r p o l l u t i o na i l di t sa c c u r a c yd e p e n d so no p e r a t o r s s 虹1 1 t h e r e f - o r e ，a i la l t e m a t i v e m e t l l o df o rc o d d e t e 锄i n a t i o n ，i fi ti sc o n v e l l i e n t ，t i m e s a v i l l ga j l dl o w c o s t ，i sm o s t d e s i r a b l et h e r e f o r e ，a na l t e m a t i v em e m o df o rc o d d e t e 砷i n a t i o n ，i fi ti sc o i e 1 1 i e n t ， t 妇e - s a v i n g ，a c c u r a t e ，e n v i r o 姗e n t 伍e n d i ya 1 1 dh i 曲l ys e n s i t i v e ，i sm o s td e s i r a b l e w i t hi t s s 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 ， n a l l o - s e m i c o n d u c t o ro x i d e sc a l l p r o d u c es t r o n go x i d i z i i l ga g e n t si n c l u d i n go x y g e i l i cr a d i c a l sw m c hc a nr e a l i z et h e t o t a lm i n e r a l i z a t i o no ft h e o 唱a n j cp o l l u t a j l t s i 1 1t 1 1 ew a t e r b a s e do nm e s e c h a r a c t e r i s t j c s ，、c a ne x p e c tar a p i da n dr e 础缸em o l l i t o d n go fo 唱a n j cp o l l u t a n t s ， m u sp r o v i d i n gab r a n dn e wc o n c e p ta 1 1 dp e r s p e c t i v ef o rm o n j t o r i n ge n v i r o 姗e m a l w a t e r s 1 1 1t h j sd i s s e n a t i o n ，s o m en o v e ln a n o t i 0 2p h o t o c a t a l y s t sw e r ep r 叩a r e da n d c h a r a c t e r i z e d i nt 1 1 i sa r t i c l e ，t h ep h o t o e l e c t r o c a t a l ”i cm e c h a n i s mo fn a i l o - t i 0 2w a s s t u d i e d ，an e wm e t h o df o rc o dd e t e n n i m 【t i o nb a s e do nt 1 1 em e c h a n i s mo f p h o t o c a t a l y s i so fn a n o t i 0 2 、v a sd e s c b e d 1 1 = l i sd i s s e r t a t i o nf a l l si n t o4s e c t i o n s ： 1 1 1c h a p t e rl ，w ea t t e m p tt 0g i v ea no v e r v i e wo ft h ed e v e l o p m e n to ft i 0 2 n a n o m a t e r i a l sa n dt or e v i e wt 1 1 ec 哪n tl i t e r a t u r ei nt e r m so fi t sp o t e n t i a la p p l i c a t i o n i nd e t e n n i n a t i o no fc h e m i c a lo x y g e nd e m a n d 4 馨戮癸i 移r ”护x 2 彤黟”弼科蛩嘤缪轳臻獬群哪郴嘲獬强彩彬黟钐。辩鬻镯黟帮徽甥彩黪铲镓移嘭翁鬻谚；罗驾鳞孵缨黝甥 黔r t2p 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 ：t i 0 2a n di t s c o 血p o i j t e 赫矗琵r i a l sa n 矗 歉曼艘娶嬲蜘b 驰，囊蛳嬲热矗鲰哩蜒驰p m i 魑l 删g 嘿旦卿曼媳j 蜘j ! 畦2 ，荔 t h er e a c t i v ep r o p e n i e so fe l e c t r o n - h o l ep a i r sw e r eg e n e r a t e di 1 1t h et i 0 2u n d e r i l l 啪i n a t i o no fl i g h tw h o s ee n e 唱yi s 伊e a t e rt h a l lt h es e m i c o n d u c t o rb a n dg a p 。 m e a 聃枉l e ，t h e s ec h a 唱ep a i r sc a i le a s i l yr e c o m b i n ei fn os u i t a b l es c a v e n g e r se x i s ti n m i ss y s t e m h e n c e ，i n o 唱a i l i co x i d a n ta se l e c t r o na c c e p t o ri s e a s i l yt or e c e i v et h e e l e c t r o n sa n dp r o l l i b i t st 1 1 er e c o m b i n a t i o no fh 0 1 e sa i l de l e c t r o n s ， i nc h 印t e r2 ，an e wm e t h o df o rd e t e 衄i i l i n gc h e m i c a lo x y g e nd e m a i l d ( c o d ) v a l u ei nw a t e ru s i n gi o nc h r o m a t o g r a p h yc o u p l e d 、斩mn a n ot i 0 2 k 2 s 2 0 8c o e x i s t i n g s y s t e mw a sd e s c 曲e d n ep h o t o c a t a l 如co x i d a t i o ns y s t e ma | 1 dn a l l ot i 0 2 k 2 s 2 0 8 c o 。e x i s t i n gs y s t e m c o u l d d e g r a d em eo r g a n j cc o m p o u n d smw a t e r a u s u l n l r c o n t a j n i n gs p e c i e si i l t l l er e a c t i v es o l u t i o nw e r ee v e n _ t i l a1 1 y 仃a n s f o 咖e dt o s u l f a t e 、v h i c hc o u l db ed e t e m l i n e db yc o n d u c t i v 时d e t e c t o r 访i o nc h r o m a t o g r a p h y t h ec h a n g eo fc o n d u c t i v i t ) ro fs u l f a t ew a sp r o p o n i o n a lt oc o dv a l u e t h eo p t i m a l e x p e 矗m e n t a lc o n d i t i o n sa i l dt h em e c h a n i s mo ft h ed e t e c t i o nw e r ed i s c u s s e d t h e a p p l i c a t i o nm g ew a s1 0 0 3 0 0 0m g1 _ a n dt h el o 、v e s tl i m i to fd e t e c t i o nw a s3 5m g l nw a sc o n s i d e r e d 也a tt 1 1 ev a l u eo b t a i n e dc o u i db er e l i a b l yc o 盯e l a t e d 、v i t l lt 1 1 e o o dv a l u eo b t a i n e du s i n gt 1 1 ec o n v e n t i o n a lm e t h o d s i nc h a p t e r3 ，ac o i n p o s i t en a n o - z n o 厂r i 0 2f i l ma sp h o t o c a t a l y s tw a sf a l 埔c a t e d w i mv a c u u mv a p o r i z e da n ds o l - g e lm e t h o d s t h en a j l o z n o 厂r i 0 2f i l mi n l p r o v e dt h e s e p a r a t ee 踊c i e n c yo ft h ec h a r g ea n de x t e n d e dt h er a n g eo fs p e c t l l n ，w h i c hs h o w e da 1 1 i 曲e re f f l c i e n c yo fp h o t o c a t a l ”i ct 1 1 a nt h ep u r en a i l o t i 0 2a n dn a j l o z n of i l m n e p h o t o c a t a l ”i cm e c h a n i s mo fn a n o z n o t i 0 2f i l mw a sd i s c u s s e d ，t o o an e wm e t l l o d f o rd e t e 叫n a t i o no fi o wc h e m i c a io x i d a t i o nd e m a n d ( c o d ) v a i u ei n g r o u n dw a t e r b a s e do nn a n o - z n m i 0 2f i l mu s i n gt 1 1 e p h o t o ca _ “如co x j d a t i o nt e c l l l l 0 1 0 9 yw a s f o u n d e d t h i sm e t h o dw a so r i g i n a t e df r o mt 1 1 ed i r e c td e t e m i n a t i o no ft h em n ( v i i ) c o n c e n t r a t i o nc h a n g er e s u l t i n gf r o mp h o t o c a t a l ”i co x i d a t i o no fo r g a n i cc o m p o u n d s o nm en a n o z n o 厂r i 0 2f i l m ，a j l dt 王1 ec o dv a l u e sw e r ec a l c 谢a t e d 蠡r o mt 1 1 ea b s o r b a n c e o fm n ( v i i ) u n d e rm eo p t i m a lo p e r a t i o nc o n d i t i o n s ，t h ed e t e c t i o nl i m i to fo 1m g l ， c o dv a l u e sw i t ht 1 1 el i n e a u rm g eo fo 3 一lo om gl w e r ea c h i e v e d t h er e s u l t sw e r e i j lg o o da 舀e 锄e n tw i t l lm o s ef r o mt h ec o n v e n t i o n a lc o dm e t l l o d s i nc h a p t e r4 ，a1 1 i g l l l yo r d e r e dt i t a n i 啪d i o x i d en a n o t u b ea r r a y s ( t i 0 2n t s ) e l e c t r o d ew a sp r e p a r e di nh y d r o n u o r i ca c i ds o l u t i o nb ye l e c t r o c h e m i c a la n o d i z a t i o n t e c q u eo nap u r et i t a l l i u ms h e e t t h et i 0 2n t se l e c t r o d ew a sc h a r a c t e r i z e db y f e s e mm i c r o s c o p y ，x r a yd i 佑a c t i o n ，a n du v v i ss p e c t r a t h el i n e a r s w e e p p h o t o v o l t a m m e t 珂r e s p o n s eo n 也et i 0 2n t se l e c t r o d ei sp r e s e n t e di n 1 i sw o r k t h e p h o t o g e n e r a t e dc u r r e n to fo 3m a c r n 2w a so b s e r v e ds i g n i f i c a n t l yu p o ni 1 1 u m i n a t i o n 埘t l la p p l i e dp o t e n t i a lo f0 5vi 1 1t l l eu vr e g i o n sa tt 1 1 ec e r l 仃a lw a y e l e n g t l lo f2 5 3 7 m p h o t o e l e c t r o c a t a l y t i c ( p e c ) a n dp h o t o c a t a l y t i c ( p c ) a c t i v i t i e so fm et i 0 2n t s e l e c t r o d ew e r ee v a l u a t e di nm ed e 野a d a t i o no fm e t h y lo r a l l g e ( m e o ) i 1 1a q u e o u s s 0 1 u t i o n as e to fo p t i m i z e dc o n d i t i o n s s u c ha sa n o d i c p o t e n t i a l ， c a l c m a t i o n s t e m p e r 咖r e ，a n dm e oc o n c e n t r a t i o no nt h ep e ca c t i v i 锣w a si 1 1 v q s t i g a t e d t h ep e c a i l dp ca c t i v i t i e so ft i 0 2n t se l e c t r o d ew e r ec o m p a r e d w ec o n c l u d e dt h a tt 1 1 et i 0 2 n t se l e c t r o d e 、v a sa 1 1e f f e c t i v ep h o t o e l e c 仃o d ef o ra c h i e v i n ga ne i l h a n c e dm e o d e g r a d a t i o n i i lc h a p t e r5 ，t 1 1 ed e g r a d a t i o no fa z od y e ，m e t h y lo r a l l g e ( m e o ) i 1 1a q u e o u s s 0 1 u t i o n 谢t 1 1s o n o p h o t o e l e c t r o c a t a l y t i cp r o c e s sw a si n v e s t i g a t e d t h et i 0 2n a n o t u b e s 、e r eu s e d 硒e l e c t r o d ei np h o t o e l e c t r o c a 诅l ”i c ( p e c ) ，s o n o p h o t o e l e c t r o c a t a l ”i c ( s p e c ) p r o c e s s e so ra sp h o t o c a t a l y s ti np h o t o c a t a l y t i c ( p c ) ，s o n o p h o t o c a t a l y t i c ( s p c ) p r o c e s s e s ，r e s p e c t i v e l y e x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o w e d t l l a tt l l eh y b r i dp r o c e s s e sc o u l d e e i c i e n t l y e i l l l a i l c et h ed e 掣a d a t i o n e 伍c i e n c y o fm e o ，a n df o l l o w e d p s e u d o f l r s t o r d e rk i n e t i c s a t t h eo p t i m i z e de x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n s ，m er a t e c o i l s t a n t so fd e c o l o r i z a t i o no fm e ow e r e0 0 7 3 2m i n - 1f o rs p e cp r o c e s s ；o 0 5 2 3 m i n 1f o rp e cp r o c e s s ，0 0 0 7 3m i n - 1f o rs p cp r o c e s sa n do 0 0 35m i n 叫f o rp cp r o c e s s t h er a t ec o n s t a m so b v i o u s l yi n d i c a t e d 也a tt 1 1 e r ee x i s t e ds y n e r g i s t i c e f f e c ti 1 1t 1 1 e u l t r a s o l l i c ，e l e c 仃。一a s s i s t e da n dp h o t o c a t a l ”i cp r o c e s s e s i nc h a p t e r6 ，t h ez n on a n o r o d se m b e d d e di 1 1h i g m yo r d e r e dt i 0 2n a n o t u b e a r r a y s ( z n o 门r i 0 2n r 1 、s ) e l e c t r o d e s w e r ef 曲r i c a t e dt l l r o u 曲慨r o s t e p s ： ( 1 ) e l e c t r o s y m h e s i so ft i 0 2n a n o t u b ea r r a y s ( t i 0 2n t s ) i nh fs o l u t i o nb ya n o d i z a t i o n m e t h o d ；( 2 ) f o l l o w e db yc a t h o d i ce l e c t r o d e p o s i t i o no fz n oe m b e d d e di n t 1 1 et i 0 2 n a n o t u b ea r r a y s t h em o 印h 0 1 0 9 i c a lc h a r a c t e r i s t i c sa i l ds t m c t u r e so fz n o t i 0 2 n 刚t s e l e c t r o d e s 、v e r ee x 龇n i n e db yf i e l d e m i s s i o ns c a l m i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p y ( f e s e m ) ， e n e 唱yd i s p e r s i v ex r a y ( e d x ) s p e c t r o s c o p y x - r a yd i 缶a c t i o n ( ) a n a l y s i s ，a 1 1 d 眦v i ss p e c t r a t l l el i n e 孙s w e e pp h o t o v o l t 舢e t r ) ，r e s p o n s eo nm ez n o 瓜0 2n r 瓜 e l e c 仃o d ew a sp r e s e n t e da i l dt h ep h o t o c u r r e n tw a sd r 锄a t i c a l l ye n h a n c e do nt l l e 6 e d 2 0 0 8 d i s s e n a t i o nf o rp h d a b s t r a c t z n o t i 0 2n r y t se l e c t r o d e ，c o m p a r i n gw i t l lt 1 1 a to nb a r et i 0 2n t se l e c t r o d e t h e p h o t o c a t a l ”i ca n dp h o t o e l e c t r o c a t a l ”i ca c t i v i t yo fz n o 门r i 0 2n r 1 陆e l e c t r o d ew a s e v a l u a t e dmt h ed e 铲a d a t i o no fm e m y lo r a n g e ( m e 0 ) i n a q u e o u ss o l u t i o n i nc h a p t e r7 ，w ed e m o n s t r a t e di i lt ：h j s p a p e rt 1 1 a tp o l y p y r r o l ee n c a p s u l a t e di n h i g l l l yo r d e r e dt i 0 2n a n o t u b e sa 1 1 r a y ( p p y t i 0 2n t s ) e l e c t r o d ec o u l db eo b t a i n e dv i a t 、v os t e p s ：( 1 ) e l e c t r o s y n t h e s i so ft i 0 2n a j l o t u b ea 玎a yi nh fs 0 1 u t i o nb ya n o d i z a t i o n m e t l l o d ；( 2 ) f o l l o 、e db ye l e c 仃o p o l y m e r i z a t i o no fp y r r o l ee n c a p s u l a t e di nt 1 1 et i 0 2 n a n o n l b e sa r r a y - n l em o 劬o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c sa n ds 仃u c t u r e so fp p y 伍0 2n t s e l e c t r o d e 、耽r ee x 砌n e db yf i e l d e m i s s i o ns c a n 血n ge l e c t r o n m i c r o s c o p y ，x r a y d i 所a c t i o n ，a 1 1 de n e r g yd i s p e r s i v ex r a ys p e c t r o s c o p y t h ep h o t o e l e c t r o c h e m i c a l p r o p e r t i e sw e r es t u d i e di nat 1 1 r e e e l e c t r o d ec e l l 谢t 1 10 5mn a 2 s 0 4s o l u t i o n 邪 s u p p o r r t i n ge l e c t r o l ”e t h ep h o t o c u 仃e n tw a sd r 锄a t i c a l l ye r l l l a n c e do nt l l ep p y t i 0 2 n t e l e c t r o d e ，c o m p a r i n g 、j t ht h a to nb a r et i 0 2n 1 se l e c t r o d e ap h o t o c u r r e n t d e n s i t yo f1 5 2m a c n l - 2a n dt h ei n c i d e i np h o t o nt oe l e c t r o nc o n v e r s i o ne f f i c i e n c yo f 7 3 21 、v e r eo b t a i n e du 1 1 d e ra nu vi l l 啪i n a t i o no f1om wc m i n c h a p t e r8 ， f o rm e f i r s t 缸x a 1 1e 虢c t i v ea 1 1 dv e r s a t i l e t e c h m q u eo f p h o t o e l e c t r o c a t a l y s i s ( p e c ) w a sd e v e l o p e dt oe n c a p s u l a t ea un a n o p 眦i c l e si n1 1 i g h l y o r d e r e dt i 0 2n a j l o t u b ea r r a y s ( a u 用0 2n t s ) ，a n dt 1 1 eh o n e y c o m b l i k es t r u c t u i eh a s b e e nf o r m e d c o m p a r e d t ot h e p h o t o c a t a l y t i c ( p c )d e p o s i t i o n ， m e p h o t o e l e c t r o c a t a l ”i cd e p o s i t i o n s h o w e dh i 曲e r d e p o s i t i o ne 丘i c i e n c ya n dt 1 1 e e l e c t r o c h e m i c a lp r o c e s sp l a y e da ni m p o r t a n tr o l ei nt 1 1 ef 0 肌a t i o no fa u n a n o p a n i c l e s t h ep e cm e t h o dc a nb er e g a r d e da sav e r s a t i l e 、v l yt od e 铲a d en o b l em e t a l so n p h o t o c a t a l y t i cn a l l o m a t e r i a l s a r t4d e v c l o p m c n to fc a p i i l a i y 矗f r a yp h o t o c a t a l y t ，r e a 0 夔差曼曼曼码照骢爨l i q 瑰；2 1 ：塾曼觋i 璺! q 荔芝g k g 驰驰热咝炯删 曼然。爨熟姒辘：璺p p l 缝璺魉。 挠“p 鬈k 机嚣k 觑默羼旃。础。赫埘 1 1 1c h a p t e r8 ，d e v e l o pan o v e lc a p i l l a d ra r r a yp h o t o c a t a l ”i cr e a c t o r ( c a p c r ) a n da p p l yi nd e t e n n i n a t i o no fc h e m i c a lo x y g e nd e m a n d t h ec a p c rw a s d e s i g n e d u s i n go fc a p i l l a r i e s ，t l l u so b t a i n e dm u c hm o r es u r f a c ea r e af o rc a t a l y s tc o a t i n gp e ru m t r e a c t o rv o l u m ea n dm u c hb e t t e rc o n t a c tb e 铆e e nt a r g e tc o m p o u l l d sa i l dp h o t o c a t a l y s t ， c o n s e q u e n t l yf o rm u c hm o r es p e c i f i cr e a c t o rc 印a c i t ) ，u v - v i s 锄ds e mt e c h l l i q u e s w e r eu s e dt oc h 蹦l c t e r i z et 1 1 et i 0 2f i l mi nc a p i l l a 阱 1 i o nc 1 1 r o m a t o 伊a p h y 、v a sf i r s t l yu s e di nd e t e 衄i i l i n gc h e m i c a lo x y g e nd e m a n d 7 e 日2 0 0 8 d i s s e r t a t i o nf o fp h da b s t r a c t ( c o d ) v a l u eo fw