钯掺杂的TiO2纳米线阵列@MoS2电极光电催化高效还原六价铬和同步氧化对氯苯酚的机理研究

采用电沉积法将高分散的Pd纳米颗粒引入到TiO2纳米线阵列@MoS2(TNA@MoS2)电极表面,并用于光阴极同步还原六价铬(Cr(Ⅵ))和氧化对氯苯酚(4-CP).同时,通过X射线衍射、扫描电子显微镜和漫反射光谱对TNA@MoS2/Pd电极进行了表征.光电催化实验表明,TNA@MoS2/Pd光阴极在30 min内对Cr(Ⅵ)的还原效率达到99.8％,对4-CP的氧化效率达到91.5％且矿化效率为58.4％.循环伏安、电子自旋共振光谱、荧光光谱和自由基淬灭实验证实了同步还原和氧化反应的关键活性物种和作用机理.结果表明,TNA@MoS2/Pd光阴极产生的稳定的原子氢(H*),不仅可快速还原Cr(Ⅵ),而且与溶解的O2结合产生H2O2,提高了·OH的产量,从而同步氧化4-CP.循环实验表明,TNA@MoS2/Pd电极具有良好的可重复使用性.