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碱性环境水热法制备TiO_2纳米颗粒及其在染料敏化太阳能电池中的应用.pdf

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碱性环境水热法制备TiO_2纳米颗粒及其在染料敏化太阳能电池中的应用.pdf

第 3 4 卷第 3 期2 0 1 2 年 9 月湖北大学学报 ( 自然科学版 )J o u r n a l o f H u b e i U n i v e r s i t y ( N a t u r a l S c i e n c e )V o l . 3 4 N o . 3 S e p . , 2 0 1 2 收稿日期 2 0 1 2 - 0 1 - 0 9基金项目 国家自然科学基金 ( 1 0 8 0 4 0 8 7 ) 资助作者简介 郭峰 ( 1 9 8 9 - ) , 男 , 硕 士 生 ; 国 世 上 , 通 信 作 者 , 副 教 授 , E - m a i l g s s y h x @ w h u . e d u . c n ; 赵 兴 中 , 通 信 作 者 , 教 授 , E - m a i l x z z h a o @ w h u . e d u . c n文章编号 1 0 0 0 - 2 3 7 5 ( 2 0 1 2 ) 0 3 - 0 2 5 5 - 0 4碱性环境水热法制备 T i O 2 纳米颗粒及其在染料敏化太阳能电池中的应用郭峰 1 , 2 , 国世上 1 , 2 , 赵兴中 1 , 2( 1 . 武汉大学物理科学与技术学院 , 湖北 武汉 4 3 0 0 7 2 ;2 . 人工微纳结构教育部重点实验室 ( 武汉大学 ) , 湖北 武汉 4 3 0 0 7 2 )摘要 通过碱性环境水热法制备了 T i O 2 纳米颗粒 , 以异丙醇钛作为钛源 , 四乙基氢氧化铵作为碱性解胶剂 . 研究了四乙基氢氧化铵的浓度以及水热温度对 T i O 2 纳 米 颗 粒 的 影 响 . 通 过 X R D 、 T E M 对 合 成 的 T i O 2 晶粒尺寸 、 晶相以及形貌进行了表征 . 实验结果表明 , 使用四乙基氢氧化铵作为解胶剂 , 合成的 T i O 2 颗粒由纯锐钛矿相组成 , 形状呈拉长的截断四方双锥结构 . 由于解胶的碱性环境 , 在 T i O 2 的表面形成了富氧表面 , 使得在T i O 2 纳米颗粒表面更多的是热动力学稳定性更好的 ( 1 0 1 ) 和 ( 0 0 1 ) 面 . 制备的平 均 粒 径 大 小 为 1 4n m 的 T i O 2纳米颗粒用于染料敏化太阳能电池中作为光阳极 . 通过电化学阻抗谱 ( E I S ) 分析了此种 T i O 2 颗粒的电子传输特性 . 在 AM 1 . 5 的模拟太阳光下 , 使 用 这 种 T i O 2 纳 米 颗 粒 作 为 光 阳 极 的 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 获 得 了 超 过7 % 的光电转换效率 .关键词 水热合成 ; 碱性环境 ; 二氧化钛 ; 染料敏化太阳能电池中图分类号 T Q 1 3 4 . 1 文献标志码 A T i O 2 是一种环境友好型材料 , 被广泛的应用于化妆品 、 涂料 、 颜料等日常 生 活 中 . 自从 1 9 7 2 [ 1 ] 年发现 T i O 2 电极在紫外光照射下可以分解水的现象后 , T i O 2 的光催化特性以及光伏特性得到了广泛的研究 , 其中染料敏化太阳能电池是其光伏特性应用的典型代表 [ 2 - 3 ] . 纳米晶 T i O 2 多孔膜是染料敏化太阳能电池的骨架 , 主要用于染料分子的吸附以及光生电子的传输 , 是染料敏化太阳能电池的核心组成部分 ,因此 , 染料敏化太阳能电池的性能与 T i O 2 纳米颗粒的尺寸 [ 4 ] 、 晶型 [ 5 ] 以及结晶度 [ 6 ] 直接相关 . 为了获得高的光电转化效率 , T i O 2 纳米颗粒尺寸必须足够小以保证足够多的染料分子吸附 , 同时 , 只有高结晶度的锐钛矿型 T i O 2 才能便于光生电子的传输以及减少电荷复合造成的电子损失 .传统的 T i O 2 纳米颗粒是先在酸性环境下水解钛的前驱体 , 再通过高温高压水热法合成 , 通常使用硝酸作为解胶剂 , 称为 T i O 2 的酸性水热合成 [ 7 ] . 但酸性水热合成的 T i O 2 纳米颗粒由于具有金红石相以及板钛矿相等杂质相 , 使得其在染料敏化太阳能电池中的应用时 , 降低了电池的性能 [ 7 - 8 ] . 为制备结晶度更高 、 锐钛矿型纯度更高的 T i O 2 纳米颗粒 , 文中使用四乙基氢氧化铵 ( T E AH ) 作为解胶剂 , 通过碱性环境的水热法合成了 T i O 2 纳米颗 粒 , 并对其 粒 径 、 形貌以及晶型进行了 表 征 和 分 析 . 对 使 用 此 法 制 备 的T i O 2 纳米颗粒作为光阳极的染料敏化太阳能电池的性能以及电子传输特性也进行了表征分析 .1 碱性水热法合成 T i O 2 纳米颗粒以及染料敏化太阳能电池的制备合成 T i O 2 以及制备染料敏化太阳能电池的过程中 , 使用的异丙醇钛 ( T T I P ) , 4 - 叔丁基吡啶 ( T B P ) ,碘化锂 ( L i I ) 购自 A c r o s 公司 . 染料 N 7 1 9 购自 S o l a r n i x S A 公司 . 四乙基氢氧化铵 ( T E AH ) , 碘 ( I 2 ) 以及其他物质购自 S i n o p h a r m 公司 . 碘化 1 - 甲基 - 3 - 丙基 - 咪唑盐 ( P M I I ) 依据之前的文献合成 .2 5 6 湖北大学学报 ( 自然科学版 ) 第 3 4 卷碱性水热法合成 T i O 2 纳米颗粒的步骤与之前文献报道的酸性水热法类似 , 只需将硝酸溶液替换为四乙基氢氧化铵溶液 [ 9 ] . 为了研究不同 T E AH 浓度以及水热温度的影响 , 我们的实验分两步进行 . 第 1步 , 在使用合适的水热温度的前提 下 , 将 T T I P 水解后解胶时 , 分别采用 T E AH 的浓度为 0 . 0 3 、 0 . 0 5 、0 . 1 0 和 0 . 2 0m o l / L , 制备 4 份 T i O 2 溶胶 , 以分析 T E AH 的浓度对合成的 T i O 2 颗粒的影响 . 第 2 步 , 选取第 1 步中合适的 T E AH 的浓度 , 制备出 T i O 2 溶胶 , 分别采用 2 0 0 、 2 2 0 、 2 3 0 和 2 5 0 ℃ 作为水热温度水热 1 2h , 以分析水热温度对碱性水热合成的 T i O 2 颗粒的影响 .对碱性水热合成的 T i O 2 颗粒悬浊液经过超声分散和旋转蒸发浓缩后 , 加入造孔剂聚乙二醇 , 配成T i O 2 浆料 , 再通过刮片技术在干 净 的 F T O 玻 璃 ( 方 块 电 阻 为 1 5o h m / s q ) 表 面 涂 覆 一 层 T i O 2 膜 , 经 过5 0 0 ℃ 烧结 3 0m i n , 冷却至 8 0 ℃ 后 , 将此 T i O 2 电极浸没在 0 . 5m m o l / L 的 N 7 1 9 染料溶液 ( 溶剂为乙腈和叔丁醇按体积比 1 ∶ 1 配制 ) 中吸附 1 2h . 染料吸附完成之后 , 滴加一滴电解质溶液 ( 0 . 6m o l / L P M I I ,0 . 0 3m o l / L I 2 , 0 . 0 5m o l / L L i I , 0 . 5m o l / L T B P , 溶剂为碳酸丙烯酯和乙腈按体积比 4 ∶ 1 配制 ) 在吸附染料后的 T i O 2 膜的表面 , 再将一块铂对电极 ( 通过在 F T O 玻璃表面磁控溅射蒸镀金属 P t 制备 ) 覆盖在 T i O 2 电极上 , 成功制备三明治结构的染料敏化太阳能电池 .2 合成的 T i O 2 纳米颗粒的表征以及染料敏化太阳能电池的性能测试通过 X 线衍射 ( X R D , B R U K E R D 8 A d v a n c e , G e r m a n y ) 来 分 析 各 种 反 应 条 件 的 变 化 对 合 成 的T i O 2 纳米晶粒的晶相以及结晶度的影响 . 通过透射电镜 ( T E M , J E M 2 0 1 0 , J a p a n ) 观察合成的 T i O 2 纳米颗粒的形貌 . 制备的染料敏化太阳能电池的 I - V 曲线在 AM 1 . 5 的模拟太阳光 ( O r i e l 9 1 1 9 2 , U S A )下在数字源表 ( K e i t h l e y 2 4 0 0 , U S A ) 上 记 录 . 电 池 的 电 化 学 阻 抗 谱 通 过 电 化 学 工 作 站 ( C H I 6 6 0 C ,S h a n g h a i , C h i n a ) 测试 .3 实验结果与讨论3 . 1 T E A H 的浓度对 T i O 2 颗粒尺寸及晶相的影响 图 1 列出了经不同四乙基氢氧化铵的浓度合成的T i O 2 纳米颗粒经 2 3 0 ℃ 水 热 之 后 的 X R D 图 谱 , 并 对 不 同 T E AH 浓 度 合 成 的 T i O 2 的 ( 1 0 1 ) 面 的 特 征X R D 峰通过 S c h e r r e r 公式计算出相应 T i O 2 晶粒的平均大小 . 可以看出 , 在所有的浓度下 , 合成的 T i O 2颗粒均为纯锐钛矿相 , 0 . 0 3m o l / L 是四乙基氢氧化铵作为解胶剂的情况下解胶完全 的 T E AH 的最小浓度 . 图 1 b 显示了随着 T E AH 的浓度从 0 . 0 3 m o l / L 增加到 0 . 2 m o l / L , T i O 2 的平均晶粒尺寸相应的从 1 4n m 增加到 3 2n m , 这一结果与之前的文献报道相一致 [ 1 0 ] .第 3 期 郭峰等 碱性环境水热法制备 T i O 2 纳米颗粒及其在染料敏化太阳能电池中的应用 2 5 7 过 2 4 0 ℃ 时 , 就会形成金红石相的 T i O 2 颗粒 [ 9 ] . 图 2 ( a ) 是不同水热温度下合成的 T i O 2 颗粒的 X R D 图谱 , 可以看出在 2 5 0 ℃ 水热条件下 , 依然形成了纯度很高的锐钛矿相 T i O 2 . 这是由于四乙基氢氧化铵中氢氧基的存在 , 增大了在脱水过程中形成共棱 [ T i O 6 ] 八面体结构的可能性 , 从而更加容易形成锐钛矿相 [ 9 , 1 1 ] . 通过 S c h e r r e r 公式计算出相应的纳米颗粒粒径大小 , 如图 2 ( b ) 中所示 , 随着水热温度从 2 0 0 ℃提高到 2 5 0 ℃ , 相应的晶粒尺寸从 1 3 . 7n m 增加到 1 6 . 2n m.同时 , 文中使用透射电子显微镜 ( T E M ) 对不同水热温度下碱性合成的 T i O 2 颗粒的形貌进行了表征 , 如图 3 所示 . 结果显示 , 随着水热温度的提高 ( 从 2 0 0 ℃ 提高到 2 5 0 ℃ ) , T i O 2 的颗粒尺寸出现变大趋势 , 当水热温度的提高到 2 5 0 ℃ 时 , 出现了尺寸更大的颗粒 , 这与之前通过 X R D 图谱计算出的结果相一图 3 合成的 T i O 2 纳米颗粒的 T E M 照片T E A H 浓度为 0 . 0 3m o l / L , 水热时间 1 2h . 其中水热温度分别为 ( a ) 2 0 0 ℃ , ( b ) 2 2 0 ℃ , ( c ) 2 3 0 ℃ , ( d ) 2 5 0 ℃.致 . 大多数颗粒呈拉长的截断四方双锥结构 [ 1 3 ] ,B a r n a r d 等曾 基 于 表 面 化 学 的 理 论 预 测 过 这 种形貌 . 他们的计算显示 , 含有贫氢表面 ( 尤其是富氧表面 ) 的 锐 钛 矿 型 纳 米 颗 粒 , 将 会 优 先 沿 着< 1 0 0 > 以及 < 0 1 0 > 方向生长 , 在截断四方双锥结构的纳米颗粒的中心形成一个环绕的带 , 从而形成拉长的截断四方双锥结构 . 由此 , 我们得出 ,图 3 中所示的锐钛矿型拉长的截断四方双锥型T i O 2 颗粒是富含最稳定的 { 1 0 1 } 以 及 { 0 0 1 } 面的晶体 . 这也解释了为什么使用四乙基氢氧化铵作为解胶剂的碱性水热合 成法相 比 传统的酸性 水热合成法 制 备 的 T i O 2 颗 粒 具 有 更 高 的 锐 钛 矿相 - 金红石相 转 变 温 度 , 因 为 传 统 的 酸 性 水 热 合成的 T i O 2 颗粒 具 有 更 少 的 ( 1 0 1 ) 面 和 其 他 稳 定性高的晶面 .3 . 3 染料 敏 化 太 阳 能 电 池 性 能 的 表 征 采 用 浓 度 为 0 . 0 3 m o l / L 的 T E AH 作 为 解 胶 剂 , 水 热 温 度2 2 0 ℃ , 通过碱性水热合成的 T i O 2 溶胶制备染料敏化太阳能电池的多孔 T i O 2 层 . 本文制备了两种 T i O 2电极 ( A 和 B ) 以作对比 , 其中 , A 为直接涂覆在裸 F T O 玻璃上的多孔 T i O 2 膜 , B 是涂覆在覆盖有 8 0n m图 4 染料敏化太阳能电池的伏安特性及电化学阻抗谱光照条件 AM 1 . 5 , 9 4mW / c m 2 , 测试光照面积 0 . 2 5c m 2 .致密 T i O 2 层的 F T O 玻璃上的多 孔 T i O 2 膜 . 为了进一步的增强电极 B的效 果 , 将 电 极 B 另 外使 用 4 0 m m o l / L T i C l 4处理 之 后 使 用 . 在 将 此纳 米 颗 粒 制 成 浆 料 涂覆成 多 孔 膜 之 后 , 由 于多 孔 膜 本 身 的 制 备 工艺 掩 盖 了 纳 米 颗 粒 的微观 形 貌 的 区 别 , 而 本文 中 主 要 关 注 不 同 合成 条 件 对 T i O 2 纳 米 颗粒的 影 响 , 故 不 在 此 强调 T i O 2 电 极 的 表 面 形貌 , 所 制 备 的 两 种 电极 , 多 孔 T i O 2 膜 的 厚 度均约为 8 μ m. 制备 的 染2 5 8 湖北大学学报 ( 自然科学版 ) 第 3 4 卷料敏化太阳能电池的伏安特性曲 线 如 图 4 ( a ) 中 所 示 , 详 细 电 池 参 数 见 图 4 ( b ) , 可 以 看 出 , 使 用 碱 性水热法制备的 T i O 2 纳米颗粒组装的染料敏化太阳能电池 , 获得了 5 . 6 7 % 的光电转换效率 , 增加 T i O 2致密层以及经过 T i C l 4 处理后 , 效率超过了 7 %. 通过电化学阻抗谱 ( E I S ) 研究了染 料 敏 化 太 阳 能 电 池中的电子传输以及复合特性 , 如图 4 ( c ) 和 ( d ) 所示 , 经 过 数 据 拟 合 后 发 现 , 此 电 池 器 件 具 有 良 好 的 电子传输特性 . T i O 2 致密层的增加显著的减小了 F T O / 电解质界面的电子复合 , 从而提高 了 电 池 的 短 路电流 J s c 以及 开 路 电 压 V o c[ 1 4 ] . T i C l4 处 理 提 高 了 光 生 电 子 注 入 T i O 2 导 带 的 效 率 , 从 而 提 高 了 光 生电流 [ 1 4 ] .4 结论为了提高传统酸性水热法制备的 T i O 2 纳米颗粒的结晶度及锐钛矿相纯度 , 本文中利用四乙基氢氧化铵作为碱性解胶剂 , 采用碱性水热法制备了 T i O 2 纳米颗粒 , 并通过 X R D 、 T E M 对合成的 T i O 2 晶粒大小 、 晶相以及形貌进行了表征 . 相比传统的酸性水热法合成的 T i O 2 颗粒 , 通过碱性水热法得到形状呈拉长的截断四方形的 T i O 2 颗粒 , 结晶度高 , 锐钛矿相纯度为 1 0 0 % , 锐钛矿相 - 金红石相转变温度从 2 4 0 ℃提高到 2 5 0 ℃ 以上 , 说明碱性解胶剂的使用对于水热法制备的 T i O 2 纳米颗粒性质具有比较明显的改善 . 使用这种 T i O 2 纳米颗粒作为 光 阳极的染料敏化太阳能电池具有良好的电 子 传 输 特 性 以 及 复 合 特性 , 获得了超过 7 % 的光电转换效率 .5 参考文献[ 1 ] F u j i s h i m a A , H o n d a K. E l e c t r o c h e m i c a l p h o t o l y s i s o f w a t e r a t a s e m i c o n d u c t o r e l e c t r o d e [ J ] . N a t u r e , 1 9 7 2 , 3 7 2 3 8 .[ 2 ] O ’ R e g a n B , G r a t z e l M.A l o w - c o s t , h i g h - e f f i c i e n c y s o l a r c e l l b a s e d o n d y e - s e n s i t i z e d c o l l o i d a l T i O 2 f i l m s [ J ] .N a t u r e , 1 9 9 1 , 3 5 3 7 3 7 - 7 4 0 .[ 3 ] Y e l l a A , L e e H , T s a o H , e t a l . P o r p h y r i n - s e n s i t i z e d s o l a r c e l l s w i t h c o b a l t ( I I / I I I ) - b a s e d r e d o x e l e c t r o l y t e e x c e e d 1 2p e r c e n t e f f i c i e n c y [ J ] . S c i e n c e , 2 0 1 1 , 3 3 4 6 2 9 - 6 3 4 .[ 4 ] N a k a d e S , S a i t o Y , K u b o W , e t a l . I n f l u e n c e o f T i O 2 n a n o p a r t i c l e s i z e o n e l e c t r o n d i f f u s i o n a n d r e c o m b i n a t i o n i n d y e -s e n s i t i z e d T i O 2 s o l a r c e l l s [ J ] . J P h y s C h e m B , 2 0 0 3 , 1 0 7 ( 3 3 ) 8 6 0 7 - 8 6 1 1 .[ 5 ] K a m b e S , N a k a d e S , W a d a Y , e t a l . E f f e c t s o f c r y s t a l s t r u c t u r e , s i z e , s h a p e a n d s u r f a c e s t r u c t u r a l d i f f e r e n c e s o np h o t o -i n d u c e d e l e c t r o n t r a n s p o r t i n T i O 2 m e s o p o r o u s e l e c t r o d e s [ J ] . J M a t e r C h e m , 2 0 0 2 , 1 2 7 2 3 - 7 2 8 .[ 6 ] W a t s o n D , M e y e r G. E l e c t r o n i n j e c t i o n a t d y e - s e n s i t i z e d s e m i c o n d u c t o r e l e c t r o d e s [ J ] . A n n u R e v P h y s C h e m , 2 0 0 5 .5 6 1 1 9 .[ 7 ] W a n g Z , K a w a u c h i H , K a s h i m a T , e t a l . S i g n i f i c a n t i n f l u e n c e o f T i O 2 p h o t o e l e c t r o d e m o r p h o l o g y o n t h e e n e r g yc o n v e r s i o n e f f i c i e n c y o f N 7 1 9d y e - s e n s i t i z e d s o l a r c e l l [ J ] . C o o r d i n a t i o n C h e m i s t r y R e v i e w s , 2 0 0 4 , 2 4 8 1 3 8 1 - 1 3 8 9 .[ 8 ] H o r e S , P a l o m a r e s E , S m i t H , e t a l .A c i d v e r s u s b a s e p e p t i z a t i o n o f m e s o p o r o u s n a n o c r y s t a l l i n e T i O 2 f i l m s f u n c t i o n a l s t u d i e s i n d y e s e n s i t i z e d s o l a r c e l l s [ J ] . J M a t e r C h e m , 2 0 0 5 , 1 5 4 1 2 - 4 1 8 .[ 9 ] B a r b e C , A r e n d s e F , C o m t e P , e t a l .N a n o c r y s t a l l i n e t i t a n i u m o x i d e e l e c t r o d e s f o r p h o t o v o l t a i c a p p l i c a t i o n s [ J ] . JA m C e r a m S o c , 1 9 9 7 , 8 0 ( 1 2 ) 3 1 5 7 - 3 1 7 1 .[ 1 0 ] Y a n g J , M e i S , F e r r e i r a J . H y d r o t h e r m a l s y n t h e s i s o f n a n o s i z e d t i t a n i a p o w d e r s i n f l u e n c e o f t e t r a a l k y l a m m o n i u mh y d r o x i d e s o n p a r t i c l e c h a r a c t e r i s t i c s [ J ] . J A m C e r a m S o c , 2 0 0 1 , 8 4 ( 8 ) 1 6 9 6 - 1 7 0 2 .[ 1 1 ] C h e n g H , M a J , Z h a o Z , e t a l . H y d r o t h e r m a l p r e p a r a t i o n o f u n i f o r m n a n o s i z e r u t i l e a n d a n a t a s e p a r t i c l e s [ J ] . C h e mM a t e r , 1 9 9 5 , 7 6 6 3 - 6 7 1 .[ 1 2 ] Y a n g J , M e i S , F e r r e i r a J .H y d r o t h e r m a l s y n t h e s i s o f n a n o s i z e d t i t a n i a p o w d e r s I n f l u e n c e o f p e p t i z a t i o n a n dp e p t i z i n g a g e n t s o n t h e c r y s t a l l i n e p h a s e s a n d p h a s e t r a n s i t i o n s [ J ] . J A m C e r a m S o c , 2 0 0 0 , 8 3 ( 6 ) 1 3 6 1 - 1 3 6 8 .[ 1 3 ] B a r n a r d A , C u r t i s s L . P r e d i c t i o n o f T i O 2 n a n o p a r t i c l e p h a s e a n d s h a p e t r a n s i t i o n s c o n t r o l l e d b y s u r f a c e c h e m i s t r y[ J ] . N a n o L e t t , 2 0 0 5 , 5 ( 7 ) 1 2 6 1 - 1 2 6 6 .[ 1 4 ] I t o S , C h e n P , C o m t e P , e t a l . F a b r i c a t i o n o f s c r e e n - p r i n t i n g p a s t e s f r o m T i O 2 p o w d e r s f o r d y e - s e n s i t i s e d s o l a r c e l l s[ J ] . P r o g P h o t o v o l t R e s A p p l , 2 0 0 7 , 1 5 6 0 3 - 6 1 2 .( 下转第 2 7 5 页 )第 3 期 吴波等 甲硝唑自然光降解研究 2 7 5 [ 1 6 ] 熊振湖 , 于万禄 , 胡品 . 日光辐照草酸铁盐体系降解水中低浓度混合药物及产 物 的 生 物 毒 性 评 价 [ J ] . 环 境 科 学 ,2 0 1 0 , 3 1 ( 1 0 ) 2 3 3 6 - 2 3 4 3 .[ 1 7 ] G m e z M J , S i r t o r i C , M e z c u a M , e t a l . P h o t o d e g r a d a t i o n s t u d y o f t h r e e d i p y r o n e m e t a b o l i t e s i n v a r i o u s w a t e rs y s t e m s I d e n t i f i c a t i o n a n d t o x i c i t y o f t h e i r p h o t o d e g r a d a t i o n p r o d u c t s [ J ] .W a t e r R e s e a r c h , 2 0 0 8 , 4 2 ( 1 0 - 1 1 ) 2 6 9 8 -2 7 0 6 .P h o t o d e g r a d a t i o n o f m e t r o n i d a z o l e u n d e r s o l a r i r r a d i a t i o nWU B o , Z HA N G T i n g , L I J i n x i a , C H E N H u a i x i a( S c h o o l o f C h e m i s t r y a n d C h e m i c a l E n g i n e e r i n g , H u b e i U n i v e r s i t y , W u h a n 4 3 0 0 6 2 , C h i n a )A b s t r a c t P h a r m a c e u t i c a l s a n d p e r s o n a l c a r e p r o d u c t s ( P P C P s ) h a d r e c e i v e d m u c h a t t e n t i o n r e c e n t l y .D u e t o w i d e u s e o f p h a r m a c e u t i c a l s , m a n y P P C P s w e r e c o n s i d e r e d t o b e p e r s i s t e n t i n t h e e n v i r o n m e n t .P h o t o d e g r a d a t i o n o f p h a r m a c e u t i c a l s c a u s e d b y s u n i r r a d i a t i o n m a y b e o f m a j o r s i g n i f i c a n c e i n t h en a t u r a l e l i m i n a t i o n p r o c e s s .T h e f a t e o f m e t r o n i d a z o l e i n s u r f a c e w a t e r u n d e r s u n l i g h t ( W u h a n ,s u m m e r ) i r r a d i a t i o n w a s i n v e s t i g a t e d .T h e e f f e c t s o f d i f f e r e n t p a r a m e t e r s s u c h a s p H , i n i t i a lc o n c e n t r a t i o n o f s u b s t r a t e , p h o t o s o u r c e , a n d t h e e f f e c t s o f b i c a r b o n a t e i o n s , n i t r a t e i o n s a n d F e ( Ⅲ )o n p h o t o d e g r a d a t i o n o f m e t r o n i d a z o l e w e r e s t u d i e d . T h e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t m e t r o n i d a z o l e s h o u l du n d e r g o f a s t d i r e c t p h o t o l y s i s u n d e r s u n l i g h t i r r a d i a t i o n , a n d t h e p h o t o d e g r a d a t i o n r a t e o fm e t r o n i d a z o l e d e c r e a s e d o b v i o u s l y a s t h e i n i t i a l c o n c e n t r a t i o n i n c r e a s e d , a n d a s l o w e r r e m o v a l o fm e t r o n i d a z o l e w a s o b s e r v e d u n d e r p h o t o s o u r c e w i t h l o w e r i n t e n s i t y .K e y w o r d s P P C P s ; s o l a r ; p h o t o d e g r a d a t i o n ; k i n e t i c s ; m e t r o n i d a z o l e( 责任编辑 胡小洋櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆)( 上接第 2 5 8 页 )H y d r o t h e r m a l s y n t h e s i s o f T i O 2 n a n o p a r t i c l e s u n d e r a l k a l i n e c o n d i t i o na n d t h e i r a p p l i c a t i o n i n d y e s e n s i t i z e d s o l a r c e l l sG U O F e n g 1 , 2 , G U O S h i s h a n g 1 , 2 , Z HA O X i n g z h o n g 1 , 2( 1 . S c h o o l o f P h y s i c s a n d T e c h n o l o g y , W u h a n U n i v e r s i t y , W u h a n 4 3 0 0 7 2 , C h i n a ; 2 . K e y L a b o r a t o r yo

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