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改性TiO 2 /累托石復(fù)合光催化材料的制備、表征及其光催化性能研究

發(fā)布時(shí)間:2024-06-29 06:11
  氯酚類物質(zhì)由于具有高毒性、難降解、環(huán)境持久性和生物危害性等特點(diǎn),在進(jìn)入環(huán)境后會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害,尤其是近年來(lái)化工生產(chǎn)排放的含有氯酚的廢水對(duì)水體造成了嚴(yán)重污染。因此,研究能有效降解氯酚等有機(jī)污染物的技術(shù)和方法已成為當(dāng)前環(huán)境領(lǐng)域中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。其中半導(dǎo)體TiO2光催化技術(shù)就是這樣一種有效的方法,由于其具有化學(xué)穩(wěn)定性、強(qiáng)氧化能力和無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn),被廣泛的用于處理有機(jī)污染廢水。但是TiO2在光催化實(shí)際應(yīng)用方面仍然存在一些缺陷,如光生電子與空穴易復(fù)合、光響應(yīng)范圍窄、易團(tuán)聚失活、難分離回收等。 為了解決TiO2存在的缺陷,本文采用溶膠-凝膠法制備了兩種改性TiO2/累托石復(fù)合光催化材料,包括Cu摻雜TiO2/累托石復(fù)合光催化材料和N、Cu共摻雜TiO2/累托石復(fù)合光催化材料,并利用XRD、SEM、FTIR、N2吸附-解吸、XPS、UV-vis DRS等分析手段對(duì)所制備的復(fù)合材料進(jìn)行表征。以對(duì)氯苯酚(4-CP)為目標(biāo)污染物,考察了所制備的兩種復(fù)合光催化劑分別在紫外光下和可見(jiàn)光下對(duì)4-CP的光催化降解能力,并研究了各種不同影響因素對(duì)材料光催化性能的影響,同時(shí)也探討了4-CP可能的光催化降解機(jī)理。...

【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】:碩士

【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
目錄
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 TiO2光催化反應(yīng)機(jī)理
    1.3 TiO2光催化存在的主要問(wèn)題
    1.4 提高 TiO2光催化活性的方法
        1.4.1 摻雜改性
        1.4.2 固定化負(fù)載
    1.5 TiO2的制備方法
        1.5.1 溶膠-凝膠法
        1.5.2 液相沉淀法
        1.5.3 水熱合成法
        1.5.4 微乳液法
    1.6 TiO2光催化技術(shù)的應(yīng)用
        1.6.1 在廢水處理中的應(yīng)用
        1.6.2 在空氣凈化中的應(yīng)用
        1.6.3 在殺菌消毒中的應(yīng)用
        1.6.4 在制氫產(chǎn)能中的應(yīng)用
    1.7 本課題的研究目的、意義及內(nèi)容
        1.7.1 研究目的與意義
        1.7.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑藥品
    2.2 材料表征方法
        2.2.1 X 射線衍射分析(XRD)
        2.2.2 掃描電鏡分析(SEM)
        2.2.3 紅外吸收光譜分析(FTIR)
        2.2.4 N2吸附-解吸分析
        2.2.5 紫外-可見(jiàn)漫反射吸收光譜分析(UV-vis/DRS)
        2.2.6 X 射線光電子能譜分析(XPS)
    2.3 光催化實(shí)驗(yàn)
        2.3.1 目標(biāo)污染物的選擇
        2.3.2 對(duì)氯苯酚的濃度測(cè)定
        2.3.3 光催化實(shí)驗(yàn)方法
第三章 Cu 摻雜 TiO2/累托石復(fù)合光催化材料的制備、表征及其光催化性能研究
    3.1 材料的制備
        3.1.1 累托石的鈉化
        3.1.2 Cu 摻雜 TiO2/累托石復(fù)合材料的制備
    3.2 材料的表征
        3.2.1 XRD 分析
        3.2.2 FTIR 分析
        3.2.3 SEM 分析
        3.2.4 N2吸附-解吸分析
        3.2.5 UV-vis DRS 分析
    3.3 材料的光催化性能研究
        3.3.1 光催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        3.3.2 對(duì)氯苯酚在降解過(guò)程中的 UV-vis 吸收光譜變化
        3.3.3 對(duì)氯苯酚的光催化降解機(jī)理探討
    3.4 本章小結(jié)
第四章 N、Cu 共摻雜TiO2/累托石復(fù)合光催化材料的制備、表征及其光催化性能研究
    4.1 材料的制備
        4.1.1 累托石的鈉化
        4.1.2 N、Cu 共摻雜 TiO2/累托石復(fù)合材料的制備
    4.2 材料的表征
        4.2.1 XRD 分析
        4.2.2 FTIR 分析
        4.2.3 SEM 分析
        4.2.4 UV-vis DRS 分析
        4.2.5 XPS 分析
    4.3 材料的光催化性能研究
        4.3.1 N 摻雜量對(duì)光催化性能的影響
        4.3.2 不同反應(yīng)條件對(duì)光催化效果的影響
        4.3.3 催化劑投加量對(duì)光催化效果的影響
        4.3.4 溶液 pH 對(duì)光催化效果的影響
        4.3.5 污染物初始濃度對(duì)光催化效果的影響
        4.3.6 復(fù)合光催化劑重復(fù)利用次數(shù)的影響
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
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本文編號(hào):3997286

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