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水熱法制備氮氟二氧化鈦納米粒子及可見(jiàn)光降解偶氮染料的研究

發(fā)布時(shí)間:2024-06-13 22:12
  隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展,大量偶氮染料廢水排放到水體中,對(duì)水環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。偶氮染料是一種芳香族化合物。它們排放到水體中化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng),可以使水體失去審美觀,容易產(chǎn)生水體富營(yíng)養(yǎng)化,是典型難降解的有機(jī)污染物,其處理是國(guó)內(nèi)外環(huán)境領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn)。近年來(lái),二氧化鈦(TiO2)半導(dǎo)體光催化技術(shù)在染料廢水治理中得到廣泛應(yīng)用。TiO2光催化技術(shù)將成為水處理領(lǐng)域的一個(gè)研究趨勢(shì)。 但TiO2作為光催化劑存在兩大問(wèn)題:一是TiO2的禁帶寬度為3.2eV,其對(duì)應(yīng)的吸收波長(zhǎng)為387.5nm,只有387.5nm以下的紫外光才能有效激發(fā)產(chǎn)生光催化效應(yīng),對(duì)可見(jiàn)光的利用率低,限制了實(shí)際應(yīng)用。第二是電子(e-)和空穴(h+)復(fù)合率高,量子產(chǎn)率較低,也影響了其光催化效率。因此通過(guò)金屬或非金屬離子摻雜等方法改善TiO2可見(jiàn)光催化活性。 本文通過(guò)水熱合成法,制備了N-F-TiO2和TiO2催化劑,以甲基橙為目標(biāo)降解物,分別考察了N和F與Ti的摩爾比、水熱合成時(shí)間、水熱合成溫度、甲基橙初始濃度、可見(jiàn)光照射時(shí)間、催化劑投加量、照射功率等因素對(duì)甲基橙降解效果的影響。一系列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),N-F-TiO2降解10mg/L的甲基橙...

【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】:碩士

【部分圖文】:

圖0-1甲基橙和酸性橙Ⅱ的結(jié)構(gòu)式

圖0-1甲基橙和酸性橙Ⅱ的結(jié)構(gòu)式

圖0-1甲基橙和酸性橙Ⅱ的結(jié)構(gòu)式Fig.0-1StructuralformulaofmethylorangeandacidorangeⅡ0.2TiO2催化技術(shù)的簡(jiǎn)介當(dāng)今世界,水污染問(wèn)題已成為世界各國(guó)迫切需要解決的問(wèn)題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,越來(lái)越多的廢水排....


圖0-2受光照時(shí)半導(dǎo)體電子和空穴的變化

圖0-2受光照時(shí)半導(dǎo)體電子和空穴的變化

后在催化劑和光照的結(jié)合下將污染物轉(zhuǎn)化為二氧化鈦、年來(lái),研究表明有將近3000多種難降解的水中污染物可。TiO2的光催化反應(yīng)具體過(guò)程如下:2vbcbTiO光照hehOH(ads)OH(ads)vb()()()()222hHOadsOLOHadsHOLvb....


圖1-1N-F-TiO2和TiO2催化劑的XRD圖

圖1-1N-F-TiO2和TiO2催化劑的XRD圖

取下層紅色溶液測(cè)定。萃取劑為參比溶液,測(cè)定563nm波長(zhǎng)處二苯卡巴腙的吸光度。為了對(duì)比,還做了單光條件下自由基的測(cè)定。用同樣的方法還做了可見(jiàn)光降解TiO2中的自由基的測(cè)定。1.3結(jié)果與討論1.3.1N-F-TiO2催化劑的XRD圖圖1-1是TiO2和N-F-TiO2....


圖1-2N-F-TiO2和TiO2催化劑的SEM圖

圖1-2N-F-TiO2和TiO2催化劑的SEM圖

SampleCrystalphaseCrystalsize(nm)D(101)()TiO2Anatase7.803.51N-F-TiO2Anatase6.243.511.3.2N-F-TiO2催化劑的SEM圖圖1-2是TiO2和N-F-TiO2....



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