掺氮二氧化钛/还原氧化石墨烯光催化复合膜的制备及性能研究
发布时间：2023-02-10 09:24
膜分离技术具有操作方便、分离效率高、对环境污染低、能耗低等优势,已被广泛应用于饮用水处理、生活污水处理及工业废水处理等领域。然而,膜分离过程中膜污染、膜通量下降等问题,阻碍了膜分离技术的进一步发展。光催化技术具有运行成本低、对环境友好等优点,却存在着光催化剂难回收、难以重复利用、能耗高、降解速率低等问题,限制了光催化技术的进一步发展。光催化复合分离膜将光催化技术与膜分离技术相结合,通过膜对有机物的截留富集作用,可以提高光催化效率,同时光催化作用对沉积在膜面上的有机污染物及时降解,也可以有效缓解膜污染,提高膜的通量。本研究采用表面涂覆法制备了一种掺氮二氧化钛/还原氧化石墨烯(N-TiO2/RGO/PVDF)新型光催化复合膜。首先采用溶胶-凝胶法高温煅烧制备TiO2纳米颗粒,与尿素(作为氮源)、改性的Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)通过水热法合成N-TiO2/RGO纳米颗粒,通过多种方法,对其形貌和结构进行表征,考察其光催化性能;然后通过浸渍法和真空抽滤法将N-TiO2/RGO纳米粒子负载在经过...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 膜分离技术
1.2.1 膜材料的分类
1.2.2 微滤技术
1.2.3 膜技术应用过程中存在的主要问题
1.3 光催化技术
1.3.1 TiO2光催化技术基本原理
1.3.2 TiO2的制备方法
1.3.3 TiO2光催化技术中存在的主要问题
1.3.4 提高TiO2光催化效率的方法
1.4 光催化-膜分离耦合技术
1.4.1 光催化-膜分离耦合技术的分类
1.4.2 光催化分离膜的制备
1.5 研究意义、内容和创新点
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
1.5.3 创新点
第2章 实验材料与方法
2.1 实验试剂与仪器设备
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 光催化剂的表征及性能测试
2.2.1 光催化剂的扫描电镜(SEM)分析
2.2.2 光催化剂的X射线衍射仪(XRD)分析
2.2.3 光催化剂的红外光谱仪(FT-IR)分析
2.2.4 光催化剂的X射线光电子能谱仪(XPS)分析
2.2.5 光催化剂在不同光照条件下的光催化性能
2.3 光催化复合膜的表征及性能测试
2.3.1 复合膜的SEM表征
2.3.2 复合膜的XRD分析
2.3.3 复合膜的水接触角的测定
2.3.4 复合膜的通量和截留率的测定
2.3.5 复合膜对蛋白质吸附量的测定
2.3.6 复合膜在不同光照条件下光催化降解性能
2.3.7 复合膜的循环使用性能
2.3.8 复合膜的过滤性能
2.3.9 复合膜光催化和膜过滤的协同作用
第3章 光催化剂的制备及性能研究
3.1 光催化剂的制备
3.1.1 GO的制备
3.1.2 TiO2的制备
3.1.3 N-TiO2、TiO2/RGO和 N-TiO2/RGO的制备
3.2 光催化剂的结构表征
3.2.1 光催化剂的扫描电镜(SEM)分析
3.2.2 光催化剂的X射线衍射仪(XRD)分析
3.2.3 光催化剂的红外光谱仪(FT-IR)分析
3.2.4 光催化剂的X射线光电子能谱仪(XPS)分析
3.3 光催化剂的光降解性能
3.4 本章小结
第4章 光催化复合膜的制备及性能研究
4.1 光催化复合微滤膜的制备
4.1.1 PVDF微滤膜预处理
4.1.2 光催化复合膜制备
4.2 光催化复合膜的表征
4.2.1 光催化复合膜的形貌
4.2.2 光催化复合膜的XRD分析
4.3 光催化复合膜的性能测试
4.3.1 复合膜的水接触角的测定
4.3.2 复合膜的通量和截留率的测定
4.3.3 复合膜对蛋白质吸附量的测定
4.3.4 复合膜在不同光照条件下光降解性能
4.3.5 复合膜的循环使用性能
4.3.6 复合膜的过滤性能
4.3.7 复合膜光催化和膜过滤的协同作用
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读学位期间研究成果
致谢
本文编号：3739436
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 膜分离技术
1.2.1 膜材料的分类
1.2.2 微滤技术
1.2.3 膜技术应用过程中存在的主要问题
1.3 光催化技术
1.3.1 TiO2光催化技术基本原理
1.3.2 TiO2的制备方法
1.3.3 TiO2光催化技术中存在的主要问题
1.3.4 提高TiO2光催化效率的方法
1.4 光催化-膜分离耦合技术
1.4.1 光催化-膜分离耦合技术的分类
1.4.2 光催化分离膜的制备
1.5 研究意义、内容和创新点
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
1.5.3 创新点
第2章 实验材料与方法
2.1 实验试剂与仪器设备
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 光催化剂的表征及性能测试
2.2.1 光催化剂的扫描电镜(SEM)分析
2.2.2 光催化剂的X射线衍射仪(XRD)分析
2.2.3 光催化剂的红外光谱仪(FT-IR)分析
2.2.4 光催化剂的X射线光电子能谱仪(XPS)分析
2.2.5 光催化剂在不同光照条件下的光催化性能
2.3 光催化复合膜的表征及性能测试
2.3.1 复合膜的SEM表征
2.3.2 复合膜的XRD分析
2.3.3 复合膜的水接触角的测定
2.3.4 复合膜的通量和截留率的测定
2.3.5 复合膜对蛋白质吸附量的测定
2.3.6 复合膜在不同光照条件下光催化降解性能
2.3.7 复合膜的循环使用性能
2.3.8 复合膜的过滤性能
2.3.9 复合膜光催化和膜过滤的协同作用
第3章 光催化剂的制备及性能研究
3.1 光催化剂的制备
3.1.1 GO的制备
3.1.2 TiO2的制备
3.1.3 N-TiO2、TiO2/RGO和 N-TiO2/RGO的制备
3.2 光催化剂的结构表征
3.2.1 光催化剂的扫描电镜(SEM)分析
3.2.2 光催化剂的X射线衍射仪(XRD)分析
3.2.3 光催化剂的红外光谱仪(FT-IR)分析
3.2.4 光催化剂的X射线光电子能谱仪(XPS)分析
3.3 光催化剂的光降解性能
3.4 本章小结
第4章 光催化复合膜的制备及性能研究
4.1 光催化复合微滤膜的制备
4.1.1 PVDF微滤膜预处理
4.1.2 光催化复合膜制备
4.2 光催化复合膜的表征
4.2.1 光催化复合膜的形貌
4.2.2 光催化复合膜的XRD分析
4.3 光催化复合膜的性能测试
4.3.1 复合膜的水接触角的测定
4.3.2 复合膜的通量和截留率的测定
4.3.3 复合膜对蛋白质吸附量的测定
4.3.4 复合膜在不同光照条件下光降解性能
4.3.5 复合膜的循环使用性能
4.3.6 复合膜的过滤性能
4.3.7 复合膜光催化和膜过滤的协同作用
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读学位期间研究成果
致谢
本文编号：3739436
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