编号：CYYJ03171

篇名：热氧化重硼掺杂微晶金刚石电极的四环素降解性能研究

作者： 王健宇1,2,3,4；任益磊1,2,3,4；陈成克1,2,3,4；陈超5；李凯5；莫罗枝5；田燚5；胡晓君1,2,3,4

关键词： 硼掺杂金刚石; 热氧化; 电化学性能; 四环素降解;

机构： 1.浙江工业大学材料科学与工程学院2.浙江工业大学绿色化学合成与转化国家重点实验室3.莫干山金刚石研究中心4.浙江工业大学-唐合科技金刚石联合研究院5.中国有色桂林矿产地质研究院有限公司广西超硬材料重

摘要： 采用热丝化学气相沉积法在单晶硅片上制备了重掺硼微晶金刚石（BDD）薄膜，并在空气中进行不同温度和不同时间的热氧化处理，系统研究了热氧化处理对BDD薄膜表面结构、电化学性能及四环素电化学降解性能的影响。结果表明，热氧化处理过程存在表面活化与结构损伤的强烈竞争关系。热氧化处理未改变样品重掺杂BDD的主要拉曼特征，但显著影响其表面形貌、润湿性和电化学行为。适度热氧化可有效去除表面及晶界处的非金刚石碳，改善晶面暴露，并引入适量含氧官能团，从而提高电势窗口、降低背景电流并优化界面反应条件；而过高温度或过长时间处理则会导致表面刻蚀加剧和结构退化，削弱电极性能。综合结构表征、电化学测试及污染物降解结果可知，700 ℃氧化处理30 min的BDD电极表现出相对最优的综合电化学性能和降解矿化能力，这主要归因于该条件下非金刚石碳去除、表面含氧官能团引入和结构完整性保持之间达到了良好的平衡。该电极反应3 h时四环素去除率达88.27%，9 h时实现完全去除；化学需氧量降至52.0 mg/L，矿化率高达94.47%。