TiO 2 /复合改性麦饭石光催化降解模拟染料废水的研究
发布时间：2020-12-24 03:14
二氧化钛（TiO2）因其具有污染性低、催化能力强和稳定性高等优点,一直被认为是良好的环保型光催化材料。但是由于TiO2粒子的易团聚性和光谱吸收范围小等弊端,制约了TiO2在实际工业废水处理中的应用。本文以氢氧化钠（NaOH）和十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）为复合改性剂,麦饭石为主要前驱物,采用溶胶凝胶法制备了TiO2/复合改性麦饭石光催化剂,研究了其对蒽醌类杂环染料—亚甲基蓝模拟染料废水处理的最佳处理条件、亚甲基蓝的降解历程,并通过实验建立了动力学模型。研究成果如下:（1）制备了NaOH/CTMAB复合改性麦饭石,最佳改性条件为1mol/LNaOH加5g/LCTMAB。用NaOH/CTMAB复合改性麦饭石对亚甲基蓝模拟废水进行了处理,最佳处理条件为:溶液初始pH=5±0.1、催化剂投加量为0.6g/100m L、反应时间3h、染料初始浓度为30mg/L,其色度和COD的去除率分别为88.0%和80.12%。（2）将溶胶凝胶法制备的TiO2负载到复合改性麦饭石上,对亚甲基蓝模拟染料废水进行光催化氧化及吸附实验。当TiO2负载量为5g,煅烧温度400℃时制备的TiO2/复合改性麦饭石光...
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
1. 绪论
1.1 研究背景
1.2 染料废水的来源
1.3 染料废水的危害
1.4 染料的分类
1.5 染料废水的发色机理
1.6 染料废水处理现状及发展趋势
1.6.1 物理法
1.6.2 化学法
1.6.3 生物法
1.6.4 化学氧化法
2光催化氧化的原理及制备"> 1.7 TiO2光催化氧化的原理及制备
2的晶体结构"> 1.7.1 TiO2的晶体结构
2的氧化原理"> 1.7.2 TiO2的氧化原理
2的制备方法概述"> 1.7.3 TiO2的制备方法概述
1.8 麦饭石
1.8.1 麦饭石简介
1.8.2 麦饭石的性质
1.8.3 麦饭石的改性
1.8.4 麦饭石的性能研究
1.9 本论文的背景、意义和内容
2.实验方案和分析测定方法
2.1 实验原料
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.1.3 亚甲基蓝的结构式
2.2.分析测定方法
2.2.1 色度去除率的测定方法
2.2.2.化学需氧量的测定方法
2.2.3 pH值的测定方法
2.2.4 扫描电镜的观察测定
2.2.5 透射电镜的观察测定
2.2.6 X射线衍射观察测定
2.2.7 亚甲基蓝的吸光度标准曲线
3.复合改性麦饭石处理亚甲基蓝模拟染料废水的实验研究
3.1 麦饭石的改性制备
3.1.1 麦饭石的预处理提纯
3.1.2 盐酸改性天然麦饭石的制备
3.1.3 氢氧化钠改性天然麦饭石的制备
3.2 酸碱改性麦饭石对亚甲基蓝的处理
3.3 NaOH/CTMAB复合改性麦饭石的制备及降解
3.4 复合改性麦饭石处理亚甲基蓝模拟染料废水的实验研究
3.4.1 复合催化剂投加量对色度及COD去除率的影响
3.4.2 初始pH值对色度及COD去除率的影响
3.4.3 反应时间对色度及COD去除率的影响
3.4.4 染料初始浓度对其色度及COD去除率的影响
3.4.5 正交试验
3.5 扫描电镜图片分析SEM
3.6 本章小结
2/复合改性麦饭石处理亚甲基蓝模拟染料废水的研究">4.TiO2/复合改性麦饭石处理亚甲基蓝模拟染料废水的研究
4.1 负载型催化剂的制备
4.1.1 溶胶凝胶法制备二氧化钛
2负载型催化剂的制备"> 4.1.2 TiO2负载型催化剂的制备
4.1.3 光催化氧化反应实验装置
2负载型催化剂制备条件的优化"> 4.2 TiO2负载型催化剂制备条件的优化
4.2.1 光催化剂负载量影响的研究
4.2.2 光催化剂煅烧温度的影响的研究
4.3 负载型催化剂处理亚甲基蓝模拟染料废水的实验研究
4.3.1 负载型催化剂的投加量对处理效率的影响
4.3.2 不同紫外光照时间对处理效率率的影响
4.3.3 染料初始浓度对处理效率的影响
4.3.4 正交试验
4.4 透射电镜分析TEM
4.5 X射线衍射分析
4.6 本章小结
5.实际染料废水的处理
5.1 实际染料废水来源
5.2 操作方法
6.催化剂的回收利用
6.1 催化剂回收利用的意义
6.2 催化剂回收制备
6.3 实验研究
7.亚甲基蓝降解历程的研究
7.1 紫外-可见吸收光谱分析
7.2 红外光谱分析
7.3 气相色谱-质谱分析
7.4 亚甲基蓝的降解历程
7.5 本章小结
2/复合改性麦饭石降解亚甲基蓝模拟染料废水的动力学研究">8.TiO2/复合改性麦饭石降解亚甲基蓝模拟染料废水的动力学研究
8.1 亚甲基蓝动力学模型的建立
8.2 实验部分
8.2.1 负载型麦饭石加入量
8.2.2 溶液初始浓度的影响
8.3 亚甲基蓝染料降解总动力学模型
9.结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]阜新麦饭石及其改性吸附Mn2+和NH4+-N的特性试验[J]. 狄军贞,戴男男,朱志涛,江富. 非金属矿. 2014(02)
[2]二氧化钛可见光催化降解甲基紫的影响因素[J]. 张一兵,陈博. 应用化工. 2011(05)
[3]粉煤灰处理活性染料废水的研究[J]. 赵艳锋,林罡明,王亚凡. 粉煤灰综合利用. 2011(01)
[4]内电解-Fenton氧化法降解活性艳蓝X-BR机理[J]. 王喜全,胡筱敏,马英群,邢剑南,蒋馥阳. 化工环保. 2010(06)
[5]TiO2光催化氧化处理废水的研究概况[J]. 沈兆存,李昌峰,沈兆欢,刘英军,孙瑾. 化工科技. 2010(05)
[6]盐溶液改性南阳麦饭石的研究[J]. 王斌,张保林,崔伟丽,侯翠红,赵乐,王光龙. 化工矿物与加工. 2009(08)
[7]南阳麦饭石改性实验研究[J]. 王斌,张保林,崔伟丽,侯翠红,赵乐,王光龙. 化工矿物与加工. 2009(02)
[8]麦饭石的理化性能及其在水质优化中的应用[J]. 李娟,张盼月,高英,宋相国,董金华. 环境科学与技术. 2008(10)
[9]活性炭负载TiO2催化剂对直接耐酸大红4BS溶液的光催化降解研究[J]. 杨英杰,陈建林,程莹莹,徐缇,李娣. 环境保护科学. 2008(02)
[10]膨胀珍珠岩对甲基叔丁基醚的吸附动力学和热力学探讨[J]. 刘涉江,李鑫钢,姜斌. 天津大学学报. 2008(04)
博士论文
[1]二氧化钛光催化材料的掺杂改性及其对气体污染物净化性能的研究[D]. 刘斌.兰州大学 2010
硕士论文
[1]纳米二氧化钛光催化氧化技术处理垃圾渗滤液的研究[D]. 宋爽.长安大学 2010
[2]印染废水絮凝—生化—吸附法处理及回用可行性研究[D]. 朱萍.苏州大学 2009
[3]Fenton试剂处理酸性玫瑰红B染色废水的试验研究[D]. 张科杰.天津大学 2004
本文编号：2934869
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
1. 绪论
1.1 研究背景
1.2 染料废水的来源
1.3 染料废水的危害
1.4 染料的分类
1.5 染料废水的发色机理
1.6 染料废水处理现状及发展趋势
1.6.1 物理法
1.6.2 化学法
1.6.3 生物法
1.6.4 化学氧化法
2光催化氧化的原理及制备"> 1.7 TiO2光催化氧化的原理及制备
2的晶体结构"> 1.7.1 TiO2的晶体结构
2的氧化原理"> 1.7.2 TiO2的氧化原理
2的制备方法概述"> 1.7.3 TiO2的制备方法概述
1.8 麦饭石
1.8.1 麦饭石简介
1.8.2 麦饭石的性质
1.8.3 麦饭石的改性
1.8.4 麦饭石的性能研究
1.9 本论文的背景、意义和内容
2.实验方案和分析测定方法
2.1 实验原料
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.1.3 亚甲基蓝的结构式
2.2.分析测定方法
2.2.1 色度去除率的测定方法
2.2.2.化学需氧量的测定方法
2.2.3 pH值的测定方法
2.2.4 扫描电镜的观察测定
2.2.5 透射电镜的观察测定
2.2.6 X射线衍射观察测定
2.2.7 亚甲基蓝的吸光度标准曲线
3.复合改性麦饭石处理亚甲基蓝模拟染料废水的实验研究
3.1 麦饭石的改性制备
3.1.1 麦饭石的预处理提纯
3.1.2 盐酸改性天然麦饭石的制备
3.1.3 氢氧化钠改性天然麦饭石的制备
3.2 酸碱改性麦饭石对亚甲基蓝的处理
3.3 NaOH/CTMAB复合改性麦饭石的制备及降解
3.4 复合改性麦饭石处理亚甲基蓝模拟染料废水的实验研究
3.4.1 复合催化剂投加量对色度及COD去除率的影响
3.4.2 初始pH值对色度及COD去除率的影响
3.4.3 反应时间对色度及COD去除率的影响
3.4.4 染料初始浓度对其色度及COD去除率的影响
3.4.5 正交试验
3.5 扫描电镜图片分析SEM
3.6 本章小结
2/复合改性麦饭石处理亚甲基蓝模拟染料废水的研究">4.TiO2/复合改性麦饭石处理亚甲基蓝模拟染料废水的研究
4.1 负载型催化剂的制备
4.1.1 溶胶凝胶法制备二氧化钛
2负载型催化剂的制备"> 4.1.2 TiO2负载型催化剂的制备
4.1.3 光催化氧化反应实验装置
2负载型催化剂制备条件的优化"> 4.2 TiO2负载型催化剂制备条件的优化
4.2.1 光催化剂负载量影响的研究
4.2.2 光催化剂煅烧温度的影响的研究
4.3 负载型催化剂处理亚甲基蓝模拟染料废水的实验研究
4.3.1 负载型催化剂的投加量对处理效率的影响
4.3.2 不同紫外光照时间对处理效率率的影响
4.3.3 染料初始浓度对处理效率的影响
4.3.4 正交试验
4.4 透射电镜分析TEM
4.5 X射线衍射分析
4.6 本章小结
5.实际染料废水的处理
5.1 实际染料废水来源
5.2 操作方法
6.催化剂的回收利用
6.1 催化剂回收利用的意义
6.2 催化剂回收制备
6.3 实验研究
7.亚甲基蓝降解历程的研究
7.1 紫外-可见吸收光谱分析
7.2 红外光谱分析
7.3 气相色谱-质谱分析
7.4 亚甲基蓝的降解历程
7.5 本章小结
2/复合改性麦饭石降解亚甲基蓝模拟染料废水的动力学研究">8.TiO2/复合改性麦饭石降解亚甲基蓝模拟染料废水的动力学研究
8.1 亚甲基蓝动力学模型的建立
8.2 实验部分
8.2.1 负载型麦饭石加入量
8.2.2 溶液初始浓度的影响
8.3 亚甲基蓝染料降解总动力学模型
9.结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]阜新麦饭石及其改性吸附Mn2+和NH4+-N的特性试验[J]. 狄军贞,戴男男,朱志涛,江富. 非金属矿. 2014(02)
[2]二氧化钛可见光催化降解甲基紫的影响因素[J]. 张一兵,陈博. 应用化工. 2011(05)
[3]粉煤灰处理活性染料废水的研究[J]. 赵艳锋,林罡明,王亚凡. 粉煤灰综合利用. 2011(01)
[4]内电解-Fenton氧化法降解活性艳蓝X-BR机理[J]. 王喜全,胡筱敏,马英群,邢剑南,蒋馥阳. 化工环保. 2010(06)
[5]TiO2光催化氧化处理废水的研究概况[J]. 沈兆存,李昌峰,沈兆欢,刘英军,孙瑾. 化工科技. 2010(05)
[6]盐溶液改性南阳麦饭石的研究[J]. 王斌,张保林,崔伟丽,侯翠红,赵乐,王光龙. 化工矿物与加工. 2009(08)
[7]南阳麦饭石改性实验研究[J]. 王斌,张保林,崔伟丽,侯翠红,赵乐,王光龙. 化工矿物与加工. 2009(02)
[8]麦饭石的理化性能及其在水质优化中的应用[J]. 李娟,张盼月,高英,宋相国,董金华. 环境科学与技术. 2008(10)
[9]活性炭负载TiO2催化剂对直接耐酸大红4BS溶液的光催化降解研究[J]. 杨英杰,陈建林,程莹莹,徐缇,李娣. 环境保护科学. 2008(02)
[10]膨胀珍珠岩对甲基叔丁基醚的吸附动力学和热力学探讨[J]. 刘涉江,李鑫钢,姜斌. 天津大学学报. 2008(04)
博士论文
[1]二氧化钛光催化材料的掺杂改性及其对气体污染物净化性能的研究[D]. 刘斌.兰州大学 2010
硕士论文
[1]纳米二氧化钛光催化氧化技术处理垃圾渗滤液的研究[D]. 宋爽.长安大学 2010
[2]印染废水絮凝—生化—吸附法处理及回用可行性研究[D]. 朱萍.苏州大学 2009
[3]Fenton试剂处理酸性玫瑰红B染色废水的试验研究[D]. 张科杰.天津大学 2004
本文编号：2934869
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