P25半导体矿物光催化还原U(Ⅵ)

采用直流电压法将P25型TiO2粉末负载于FTO导电玻璃制成半导体矿物电极,研究其在不同小分子有机物(甲酸、甲醇、乙酸、乙醇)、不同浓度(0、20、40、60、80、100mmol/L)甲酸作为空穴捕获剂下对U(Ⅵ)的光催化还原。研究结果表明,由于电离能力的强弱不同,酸类小分子有机物对空穴的捕获能力强于醇类小分子有机物,添加的小分子有机物均能提高U(Ⅵ)的还原率且甲酸效果最好,添加60mmol甲酸光催化反应4h后,U(Ⅵ)的还原率能达到90.26%。扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)分析表明,反应后电极表面有大颗粒方块状U(Ⅳ)的矿物生成,占据反应活性位点。电化学阻抗分析显示,反应后电极传递电子的阻力增大,电子传输能力减弱,催化活性降低。     

核黄素及AQS介导P25光电子还原铀(Ⅵ)研究

光催化还原铀(Ⅵ)因其具有清洁无二次污染、耗能少、处理迅速等优点而备受关注。本文以典型电子穿梭体核黄素(RF)与蒽醌-2-磺酸钠(AQS)作为研究对象,利用电化学、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)与X射线光电子能谱(XPS)等方法考察RF与AQS在水溶液中的氧化还原行为,以及在RF与AQS介导下P25光电子对U(Ⅵ)还原率及还原产物的影响。结果表明:循环伏安(CV)分析证实RF与AQS具有氧化还原活性,其峰电流j_(op)和-j_(rp)vs.v~(1/2)线性关系较好,符合Randles Sevcik的控制扩散反应公式。RF与AQS能够促进P25光电子对U(Ⅵ)的还原,反应24h,光电子对U(Ⅵ)的还原率均大于90%,与对照相比还原率分别提高了9.79%与7.79%。SEM分析表明,P25光电子还原U(Ⅵ)在对电极上生成了薄片状、针柱状结晶矿物;EDS分析表明其为含U矿物;XRD分析还原产物为(UO_2)_8O_2(OH)_(12)·12H_2O与UO_2;FTIR分析表明,还原作用后472.4cm~(-1)处吸收峰为U~(4+)—O键的特征振动峰,913.9cm~(-1)处吸收峰为UO_2~(2+)中U=O的红外伸缩振动峰,光电子还原铀产物主要以U(IV)与U(Ⅵ)矿物形式存在;XPS分析也证明光电子还原铀产物以U(IV)与U(Ⅵ)矿物形式存在。