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。