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改性的鈣鈦礦型層狀K 2 La 2 Ti 3 O 10 模擬太陽光催化降解氯苯的研究

發(fā)布時間:2024-06-28 05:08
  氯苯屬于鹵代芳香族化合物中的一種,它使用廣泛,可用于很多有機材料中間體的合成。雖然氯苯具有廣泛的用途,但因其具有沸點低、常溫常壓下容易揮發(fā)且在環(huán)境中持久、不易降解等特征,會對水體、土壤和大氣造成嚴重污染。同時,氯苯類化合物在人體內不斷地累積,會對人體健康造成極大危害。而傳統的去除氯苯的方法如好氧、厭氧微生物法、還原法及超聲氧化法等對氯苯均不能有效地降解去除。為此,本文圍繞利用模擬太陽光催化降解去除氯苯進行研究,并對改性后催化劑的活性進行探討。采用溶膠-凝膠法制備鈣鈦礦型層狀催化劑K2La2Ti3O10,并對催化劑的制備條件進行探討。研究得出,通過溶膠-凝膠法可以成功制備出目標催化劑。當煅燒溫度為950℃,煅燒時間為2 h時,催化劑的活性最高,光照180 min后氯苯的降解率可到達38.0%。通過離子交換法對催化劑進行改性。對于催化劑Fe3+/K2La2Ti3O10,最佳制備條件為離子交換濃度0.15 mol/L,交換溫度60℃以及煅燒溫度500℃,此時氯苯降解率可達到49.1%。對于催化劑Cu2+/K2La2Ti3O10,當離子交換濃度為0.10 mol/L,交換溫度為20℃以及煅燒溫...

【文章頁數】:72 頁

【學位級別】:碩士

【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景
        1.1.1 氯苯的應用
        1.1.2 氯苯的危害
    1.2 去除氯苯的幾種方法及存在的問題
        1.2.1 好氧微生物法
        1.2.2 厭氧微生物法
        1.2.3 還原法
        1.2.4 超聲化學氧化法
        1.2.5 電催化氧化法
        1.2.6 光催化氧化法
    1.3 光催化劑的發(fā)展現狀
        1.3.1 光催化反應原理
        1.3.2 K2La2Ti3O10催化劑的制備方法
        1.3.3 提高K2La2Ti3O10可見光催化活性的途徑
        1.3.4 離子交換改性K2La2Ti3O10的研究現狀
        1.3.5 影響K2La2Ti3O10光催化活性的主要因素
    1.4 課題研究目的和意義
    1.5 課題研究的內容
    1.6 技術路線圖
第2章 實驗材料與方法
    2.1 化學試劑與實驗儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 光催化實驗裝置
    2.3 實驗操作
        2.3.1 K2La2Ti3O10催化劑的制備
        2.3.2 光催化實驗操作步驟
        2.3.3 氯苯的檢測方法
        2.3.4 光催化活性評價方法
    2.4 催化劑的表征方法
        2.4.1 催化劑XRD表征
        2.4.2 紫外-可見漫反射光譜
        2.4.3 催化劑的BET表征
第3章 K2La2Ti3O10催化劑的制備與性能研究
    3.1 K2La2Ti3O10的結構及性能
        3.1.1 K2La2Ti3O10的結構
        3.1.2 K2La2Ti3O10前驅體的熱重分析
        3.1.3 K2La2Ti3O10的XRD表征
        3.1.4 K2La2Ti3O10的Uv-vis表征
    3.2 K2La2Ti3O10催化劑制備條件的優(yōu)化
        3.2.1 空白對照實驗
        3.2.2 煅燒溫度對K2La2Ti3O10催化活性的影響
        3.2.3 煅燒時間對K2La2Ti3O10催化活性的影響
    3.3 本章小結
第4章 離子交換改性K2La2Ti3O10催化劑的研究
    4.1 金屬離子交換改性的K2La2Ti3O10
  •     4.2 Fe3+離子交換改性的K2La2Ti3O10
  •         4.2.1 Fe3+離子濃度對催化活性的影響
            4.2.2 Fe3+離子交換溫度對催化活性的影響
            4.2.3 Fe3+/K2La2Ti3O10的煅燒溫度對催化活性的影響
            4.2.4 Fe3+/K2La2Ti3O10的離子交換時間對催化活性的影響
        4.3 Cu2+離子交換改性的K2La2Ti3O10
  •         4.3.1 Cu2+離子濃度對催化活性的影響
            4.3.2 Cu2+離子交換溫度對催化活性的影響
            4.3.3 Cu2+/K2La2Ti3O10的煅燒溫度對催化活性的影響
            4.3.4 Cu2+/K2La2Ti3O10的離子交換時間對催化活性的影響
        4.4 H+離子交換改性的K2La2Ti3O10
  •         4.4.1 催化劑H2La2Ti3O10的制備
            4.4.2 酸化時間對催化劑光催化活性的影響
        4.5 不同催化劑對氣相氯苯的吸附
        4.6 本章小結
    第5章 反應條件與反應動力學研究
        5.1 反應條件對氯苯降解率的影響
            5.1.1 氯苯初始濃度對降解率的影響
            5.1.2 催化劑用量對降解率的影響
            5.1.3 CO2的通入對降解率的影響
            5.1.4 CO2的分壓比對降解率的影響
        5.2 氯苯降解產物
        5.3 反應動力學研究
        5.4 本章小結
    結論
    參考文獻
    致謝



    本文編號:3996475

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