[发明专利]二氧化钛纳米管修饰的电极的应用

摘要

本发明涉及二氧化钛纳米管修饰的电极的应用：其可以通过光电化学方法测定各类实际水样COD值。该电极是钛片作为基底，把金属钛氧化成高度有序排列的二氧化钛纳米管，经煅烧后制备成二氧化钛纳米管修饰电极。通过光电协同催化能有效地降解各类有机污染物。由于二氧化钛纳米管是固定在电极上的，因此可以重复使用；电极比表面积大，寿命长，催化活性高；二氧化钛直接生长在金属基底钛上的，电极牢固，耐高温，耐酸碱，导电性好；光电催化测定COD过程的时间短，仅3～5分钟，不需要高温，不使用带来二次污染的氧化剂。此外，反应过程得到控制以及信号收集容易，响应快速，通过光电化学方法测定水样的COD值低达20mg/L。

主权项

1、二氧化钛纳米管修饰的电极的应用，其特征在于，其用于通过光电化学方法测定水样COD值；所述的水样COD值测定条件如下：采用三电极体系，以制备的二氧化钛纳米管修饰电极为工作电极，铂电极为对电极，Ag/AgCl(饱和KCl)电极为参比电极，NaNO3、Na2SO4不具有光电活性的无机盐为支持电解质；采用CHI电化学系统等在工作电极上施加+0.1～+0.8V的电压，在紫外光照射工作电极时记录空白支持电解质的光电流Io，依次加入COD值分别为20、50、100、150、200mg/L的由邻苯二甲酸氢钾或葡萄糖或COD国家标准样配制的标准样品，并分别记录在紫外光照射工作电极时的光电流Ic，不同浓度COD值的Ic分别减去空白光电流Io得到光电流变化值ΔIc＝Ic-Io，对应其COD值作图得到标准曲线，将未知COD浓度的实际样品直接或稀释后加入到电解池中，记录紫外光照射工作电极时的光电流Ix，减去Io后光电流变化值ΔIx在标准曲线上对应的COD值即为样品的COD值或稀释后的COD值；所述的二氧化钛纳米管修饰的电极，是把金属钛氧化成高度有序排列的二氧化钛纳米管，经煅烧后制备成二氧化钛纳米管修饰电极：1)将钛片依次用粒度为200、400、800、1000、1200目的金刚砂纸打磨抛光，之后用HF∶HNO3∶H2O体积比为1∶4∶5的混合溶液、丙酮、乙醇和电阻率大于18.2MΩ.cm的超纯水依次清洗，得到处理好的钛片；2)将预处理好的钛片作为正极，铂片为负极置于约40mL 0.1～1.0wt％的HF电解质中，施加5～30V的直流电压，在搅拌的条件下恒电位氧化10～90min，氧化过程中钛片颜色由紫色变为蓝色，再变为浅黄色，最后变为浅粉红色氧化反应完毕，得到的二氧化钛纳米管修饰电极用电阻率大于18.2MΩ.cm的超纯水冲洗晾干后，放入马弗炉中采用1℃/min的程序升温至400～800℃，时间为1～16h，得到二氧化钛纳米管修饰电极。