[发明专利]一种小尺寸{001}TiO2/碳气凝胶电极的应用

权利要求书

1.一种小尺寸{001}TiO₂/碳气凝胶电极的应用，其特征在于，以{001}TiO₂/碳气凝胶电极作为阳极，铂片作为阴极，饱和甘汞电极为参比电极，采用三电极体系，施加+0.6～+0.9V偏压，光强25～40mW/cm²，紫外光电降解浓度为50～100mg/L的亚甲基蓝染料废水。

2.根据权利要求1所述的一种小尺寸{001}TiO₂/碳气凝胶电极的应用，其特征在于，所述的{001}TiO₂/碳气凝胶电极上的TiO₂为50～150nm大小具有暴露{001}晶面的截断四方双锥形。

3.根据权利要求1所述的一种小尺寸{001}TiO₂/碳气凝胶电极的应用，其特征在于，所述的{001}TiO₂/碳气凝胶电极的制备方法如下：

(1)采用甲醛、间苯二酚、水及碳酸钠制备有机湿凝胶，用丙酮置换有机湿凝胶网络结构中的水分，使有机湿凝胶中的丙酮挥发完全，得到有机气凝胶，对有机气凝胶进行碳化，得到碳气凝胶电极；

(2)将硫酸氧钛超声溶解在氢氟酸溶液中，将步骤(1)得到的碳气凝胶电极放于上述溶液中进行反应；

(3)对步骤(2)反应过后的电极进行煅烧，制备得到{001}TiO₂/碳气凝胶电极。

4.根据权利要求3所述的一种小尺寸{001}TiO₂/碳气凝胶电极的应用，其特征在于，步骤(1)所述的制备碳气凝胶电极的具体步骤如下：

(a)将甲醛、间苯二酚、水及碳酸钠混合均匀，放入模具中，密封后置于烘箱中进行聚合反应，采用程序升温，在30℃下保温24h，50℃下保温24h，90℃下保温72h，得到有机湿凝胶，打磨有机湿凝胶至表面无光亮，所述的甲醛、间苯二酚、水及碳酸钠的摩尔比为1∶2∶17.5∶0.0008；

(b)将有机湿凝胶浸泡在丙酮中3～5天，每天对丙酮溶液进行更换，使丙酮置换有机湿凝胶网络结构中的水分，然后使有机湿凝胶中的丙酮挥发完全，得到有机气凝胶；

(c)将有机气凝胶置于氮气保护的管式炉中，以50～100mL/min通入氮气保护，管式炉以1～2℃/min缓慢升至900～950℃并保持3～5小时，使有机气凝胶均匀碳化，得到黑色块体的碳气凝胶电极。

5.根据权利要求3所述的一种小尺寸{001}TiO₂/碳气凝胶电极的应用，其特征在于，步骤(2)所述的硫酸氧钛与氢氟酸溶液的比例关系为(25～50mg)/(10～20mL)，其中氢氟酸溶液为40μL质量分数为40％的氢氟酸溶于10～20mL水后得到的溶液，将溶有硫酸氧钛的氢氟酸溶液转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后将步骤(1)制备的碳气凝胶电极放置在反应釜内，在180～200℃下反应12～24h，反应结束后，取出电极，用去离子水清洗，并在60～80℃下干燥12～24h。

6.根据权利要求3所述的一种小尺寸{001}TiO₂/碳气凝胶电极的应用，其特征在于，步骤(3)所述的煅烧是在N₂气氛保护下进行的，煅烧的温度为600～650℃，煅烧时间为1～3h。