在超聲波催化條件下,構建以TiO₂/BiOBr和MoS₂為電極的超聲催化燃料電池系統(tǒng),對廢水中的污染物羅丹明B(RhB)進行降解。該體系以復合材料TiO₂/BiOBr作為陽極,MoS₂為陰極,通過控制變量法改變二者催化劑比例、有無曝氣條件、光照條件、底物濃度、電阻大小等單一變量研究對RhB的降解性能,對比不同催化劑負載量的降解效果,確定了MoS₂和TiO₂/Bi OBr的負載量最佳比例。研究結果表明,在曝氣、自然光條件下,m(TiO₂/BiOBr)∶m(MoS₂)為1∶5時,超聲波輻照120 min后降解率最高達到99.7%。此外,可通過協(xié)同半導體材料的催化與壓電性能來提高污染物的降解效率。

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【部分圖文】：

圖2不同比例催化劑負載量下RhB的降解率

MoS2是良好的壓電材料，受到超聲波振動時會自發(fā)產(chǎn)生電場，加速空穴-電子對的分離，進而產(chǎn)生大量強氧化物質，最終加速污染物的降解。圖2中，隨著MoS2質量占比的逐漸增加，降解率逐漸增大，其中m(TiO2/BiOBr）∶m(MoS2）為1∶5時降解效果最好，達到99.7%。2.2.2....

圖3不同質量濃度RhB對應的降解率

在自然光、曝氣、電阻為100Ω，m(TiO2/BiOBr)m(MoS2）為1∶5時，分別取100mL不同質量濃度（5、10、20mg/L）的RhB溶液于反應室燒杯中，考察RhB質量濃度對降解率的影響，結果如圖3所示。由圖3可見，降解初期所有溶液的降解率上升幅度都很大，后期都趨....

圖4不同光照條件下RhB的降解率

在曝氣、電阻為10Ω、m(TiO2/BiOBr）∶m(MoS2）為1∶5、100mLRhB溶液質量濃度為10mg/L的條件下，改變光照條件分別為自然光、光照（光強為210lux鹵素燈）、黑暗進行實驗，考察不同光照條件下的降解效果，如圖4所示。由圖4可見，并非光照強度越大降....

圖5逐一遞減外加條件情況下的RhB降解率

為進一步探究RhB降解條件，逐一去掉外加條件考察RhB的降解情況，附加條件順序為(1)所有條件(2)去掉光照(3)去掉曝氣(4)去掉燃料電池(5)僅催化劑(6)去掉催化劑，即此時無任何外加條件，結果如圖5、表2所示。隨著外加條件的逐一去除，RhB溶液的降解效果越來越差。所有條件都....

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