负载型二氧化钛降解有机染料的特性研究

发布时间：2020-10-24 00:58

　　 染料废水是工业中常见的有机废水,其BOD、COD高、色度高、化学结构复杂、部分染料有生物毒性。常规的生化法难以将其彻底去除。光催化氧化法利用光照射催化剂产生大量活性自由基,可以高效、彻底地降解染料废水。但是常规的光催化剂如二氧化钛(TiO_2),常以粉末态存在,难以回收利用且容易造成二次污染;对光谱响应范围窄、光能利用率低。本文通过水热法合成法制备纳米TiO_2,避免了溶胶-凝胶法后续的高温煅烧,以聚多巴胺作为媒介将TiO_2负载于D001离子交换树脂上制备D001-P-T,并与直接负载了TiO_2的D001-T对比,表征其微观形貌结构,优化合成条件。研究其在波长254 nm的紫外光照下,对有机染料的降解特性。利用沉积法将TiO_2直接负载于离子交换树脂,Ti大量负载在D001上,并严重团聚,而在D201上负载较少。负载的TiO_2为锐钛矿型;通过SEM和TEM可知直其粒径在10 nm以下,但颗粒与颗粒相互粘结。为了解决D001-T表面TiO_2的团聚问题,以聚多巴胺为媒介将TiO_2负载于D001表面,制备了D001-P-T,同时利用聚多巴胺的光吸收性能提高了光催化效果。D001-P-T表面的TiO_2的分散性较D001-T更好、分布更均匀;光催化实验结果表明最优的亚甲基蓝和刚果红浓度为2.5mg/L和5 mg/L;最优光照时间为1.5 h和2 h;重复次数可达到3次和10次以上,同时降解率较D001-T提高了10.11%。以亚甲基蓝作为目标污染物对比D001-P-T和P25在最优条件下的降解率。结果表明,同等Ti含量的P25和D001-P-T,P25的光催化效率为D001-P-T的三百分之一左右。
【学位单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X703
【部分图文】：

且絮凝剂活性基团单一等问题；聚合铝盐类絮凝剂成本高，形成絮体降，易形成二次污染[13]。化法分为厌氧法、好氧法、厌氧-好氧法。这种处理方法运行成本低理的常用方法[14]，但需要调节水体各项指标的参数以满足微生物的产生大量的污泥，同时印染废水的可生化性差，且随着印染行业的不浆、新型活化剂和其他难降解有机物也对传统的生化法提出了巨大化学法具有普适性好、无二次污染、去除率高等优点[16]。但因能耗原因，还需进一步的探索和研究才可投入实际应用。见的氧化法有臭氧氧化法、芬顿氧化法、ClO2氧化法等，虽然可以废水，但是处理成本高，距离大规模应用还有一定的距离[17]。催化氧化法是高级氧化技术(AOPs)的一种，大多数是以半导体材料，在溶液中生成大量活性自由基以降解有机污染物。光催化机理是能带理论为基础的，如图 1-1 所示：

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图 2-2 (a)、(b)、(c)、(d)分别为 D001、D001-T、D201、D201-T 的 SEM 表征图； (e)、((g)、(h)分别为 D001、D001-T、D201、D201-T 对应树脂球的 Mapping 图gure 2-2 (a), (b), (c) and (d) are SEM characterization diagrams of D001, D001-T, D201 and D20espectively；(e), (f), (g) and (h) are the Mapping diagrams of resin spheres corresponding to D00D001-T, D201 and D201-T, respectively) 不同钛源比的 D001-TiO2的 SEM 及 Mapping 2-3 (a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)分别是钛源比为 4、8、12、16、20、40mM/g 的 D001-TiOSEM 表征图， (h)、(i)、(j)、(k)、(l)、(m)对应上述 D001-TiO2的 Mapping 图
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本文编号：2853793