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过一硫酸盐增强光催化燃料电池中的抗生素去除与同步发电
摘要： 光催化燃料电池（PFC）因其同步实现有机污染物去除与能源回收的潜力而备受关注，但其电池性能仍有待提升。本研究提出一种协同方法：向PFC中添加过一硫酸盐（PMS），以促进抗生素四环素（TC）降解并同步发电。PMS可通过光电效应激活，同时作为电解质和电子受体，既能增强光电催化作用，又将反应空间从电极表面扩展至整个体系。实验表明，相较于未添加PMS的PFC，PFC/PMS系统使TC去除率提高82.83%，发电量增加122.40%。研究还考察了PMS投加量、溶液pH值及紫外强度等关键参数对耦合系统性能的影响。通过紫外-可见光谱与总有机碳分析证实了TC的矿化分解。系列自由基淬灭实验证明：酸性条件下羟基与硫酸根自由基起主导作用；中性环境中PMS直接氧化占主要效应；碱性环境则以单线态氧和超氧阴离子发挥主要功能。
关键词： 四环素降解、电力生产、光催化燃料电池、过一硫酸盐活化
更新于2025-09-23 15:22:29
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具有Z型g-C3N4/Fe0/TiO2阳极和WO3阴极的可见光光催化燃料电池可高效降解盐酸小檗碱并稳定发电
摘要： 一种可见光驱动的Z型g-C3N4/Fe0/TiO2阳极催化剂与阴极WO3在光催化燃料电池（PFC）中协同作用，在pH 2、5、7和13条件下高效降解盐酸小檗碱并同步发电。负载制备催化剂的不锈钢网电极在单室PFC中接受可见光照射。在0.05 M Na2SO4电解液、10 Ω外电阻条件下经90分钟光照后，盐酸小檗碱最高去除率达91%，电池电压0.8 V，功率密度16.4 W/m2（对应电流密度2.02 mA/cm2）。研究评估了pH值和BEC初始浓度对光催化降解及电池电压的影响，发现光催化剂活性提升会增强电池电流密度。该构建的PFC经5次循环使用后仍保持高性能，其证明的催化剂设计、匹配电极组合及优异PFC性能，有望实际应用于宽谱难降解污染物处理与同步发电。
关键词： 发电、三氧化钨、可见光、g-C3N4/Fe0/TiO2、光催化燃料电池、盐酸小檗碱、Z型结构
更新于2025-09-10 09:29:36
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光催化燃料电池中协同异质结构ZnO/BaTiO3负载碳光阳极用于降解活性红120并发电
摘要： 光催化燃料电池（PFC）被认为是一种可持续的绿色技术，可同时降解有机污染物并发电。通过简单的超声处理和混合退火方法，以不同比例制备了协同双面ZnO/BaTiO3负载碳板异质结光阳极。该光阳极的双面设计允许光线从两侧照射。将这种铁电性光阳极应用于无膜PFC中，以负载铂的碳作为阴极。结果表明，在本研究中制备的所有光阳极中，BaTiO3与ZnO比例为1:1的光阳极表现出优异的光催化活性。该光阳极的异质结在无任何支持电解质的条件下，对10 mg L-1活性红120（RR120）的去除效率可达93.67%，最大功率密度为0.5284 μW cm-2。该光阳极在循环使用3次后仍能保持高性能。当BaTiO3上ZnO负载量超过50%时，由于电荷缺陷和光捕获能力，会导致PFC性能下降。此外，还讨论了ZnO/BaTiO3光阳极中光催化剂之间的相互作用、有趣的极化现象以及所提出的n-n型异质结机制。
关键词： 光催化燃料电池、降解、可重复使用性、ZnO/BaTiO3异质结、发电
更新于2025-09-09 09:28:46