TiO 2 /磁性海泡石复合光催化剂制备及其处理Cu（Ⅱ）-EDTA废水性能与机理研究
发布时间：2021-01-30 03:21
本论文以磁性海泡石为载体,采用溶胶-凝胶法在载体上负载二氧化钛,制备出TiO2/磁性海泡石复合光催化剂,以多种现代化表征手段对最佳制备条件下所合成的复合光催化剂进行表面形态、晶型结构、比表面积、孔结构和光吸收性能等测试分析,优化制备参数和条件,初步探讨催化剂结构与其性能的关系;同时对复合光催化剂处理Cu（II）-EDTA废水的光催化性能进行了系统研究,分别考察了废水初始pH值、复合催化剂投加量、Cu（II）/EDTA比值、双氧水投加量、不同光催化体系对处理效果的影响,以及复合光催化剂的磁分离与重复使用性能;在此基础上,通过测定Cu（II）-EDTA的光催化主要中间产物和复合光催化剂处理前后表面结构、官能团、元素种类及价态的变化,进一步探讨复合光催化剂对Cu（II）-EDTA的催化反应机理。得到如下主要结论:（1）TiO2/磁性海泡石制备的优化工艺条件为:磁负载量为6%,煅烧温度为450℃。（2）复合光催化剂煅烧温度过低,二氧化钛结晶度差,催化活性低;温度过高,复合催化剂中光催化活性高的锐钛矿TiO2向光催化活性较低的金红石和板钛矿型TiO2转变,而且温度过高催化剂易团聚,比表面积减小、...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同温度下煅烧催化剂的XRD图
2负载于磁性海泡石表面。图2.10 海泡石、磁性海泡石、TiO2/磁性海泡石的XRD图Fig.2.10 XRD patterns of sepiolite、magnetic-sepiolite and TiO2/ magnetic-sepiolitecomposite photocatalyst.2.2.2.4 比表面积和孔结构分析图 2.11 为磁性海泡石、TiO2/磁性海泡石的 N2吸附-脱附等温线。根据吸附-脱附等温线分类，TiO2/磁性海泡石的吸附脱附曲线形状是近 IV 型等温线，具有滞留回环 H4型，是典型的介孔结构类型，这表示 TiO2/磁性海泡石复合光催化剂
衍射峰的位置并没有发生明显的变化，这说明复合光催化剂结构稳定，光催化反应并不能改变复合光催化剂表面的晶体结构。图4.12 反应前后复合光催化剂的XRD图Fig.4.12 XRD patterns of the composite photocatalysts before and after catalysis.（2）复合光催化剂处理前后的 FT-IR 图比较图4.13为复合催化剂处理Cu(II)-EDTA废水反应前后的FT-IR图。由图可知：反应后的 TiO2/磁性海泡石复合催化剂中 Si-OH 或 Mg-OH 的-OH 伸缩振动峰由3423 cm-1移到 3416 cm-1，这是因为复合光催化剂表面的 Si-OH、Mg-OH 等基团与目标污染物相互作用引起的[87]。H-O-H弯曲振动峰由1634 cm-1移到1630 cm-1，这是由于复合光催化剂表面吸附水和层间水的缘故[88, 89]。1026 和 465cm-1的 Si-O的振动峰位置没有发生明显改变，这说明光催化反应后复合催化剂的结构没有遭到破坏[65, 90]，表明该复合光催化剂稳定，这与图 4.12 中 XRD 的结果一致。且反应后的复合光催化剂表面没有残余的 Cu(II)-EDTA，这证实 Cu(II)-EDTA 的去除不是归因于吸附行为，而是复合催化剂催化作用的结果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CNTs/TiO2/海泡石多孔光催化复合材料的制备及性能[J]. 周雪,程俊,李珍珍,张秋艳,孙琳,赵强. 化工新型材料. 2014(02)
[2]湿法炼铜的废水资源化研究[J]. 陈建发,颜斐进,刘福权,姚红照. 云南民族大学学报(自然科学版). 2013(05)
[3]重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J]. 黄益宗,郝晓伟,雷鸣,铁柏清. 农业环境科学学报. 2013(03)
[4]TiO2柱撑海泡石负载Ni2P的噻吩加氢脱硫性能[J]. 廖辉,徐香兰,谌伟庆,石秋杰,刘文明,王翔. 物理化学学报. 2012(12)
[5]络合重金属废水处理的研究进展[J]. 谢丽萍,付丰连,汤兵. 工业水处理. 2012(08)
[6]Photocatalytic degradation of 4-chlorophenol under P-modified TiO2/UV system: Kinetics, intermediates, phytotoxicity and acute toxicity[J]. Kais Elghniji,Olfa Hentati,Najwa Mlaik,Ayman Mahfoudh,Mohamed Ksibi. Journal of Environmental Sciences. 2012(03)
[7]二氧化钛颗粒表面的光催化反应过程[J]. 韦冰心,王亭杰,赵琳,陈林,金涌. 石油化工. 2012(02)
[8]TiO2光催化处理络合铜废水的实验研究[J]. 孙斌,吕文英,刘国光,林龙利,梁儒,杨益. 环境工程学报. 2012(02)
[9]Fe柱撑海泡石负载Cu催化剂:结构特点及其C3H6选择性催化还原NO催化性质[J]. 叶青,闫立娜,霍飞飞,王海平,程水源,康天放. 无机化学学报. 2012(01)
[10]中国环境安全的需求与构建[J]. 钱箭星. 中国井冈山干部学院学报. 2011(04)
博士论文
[1]TiO2纳米管光催化同步去除水体中重金属和有机物的协同作用及其机理[D]. 林龙利.广东工业大学 2012
硕士论文
[1]铝铁电极联用电絮凝技术处理Cu-EDTA络合废水的研究[D]. 谭竹.湖南大学 2013
[2]铁炭微电解法处理EDTA-Cu配合废水工艺研究[D]. 陈润华.中南大学 2010
本文编号：3008138
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同温度下煅烧催化剂的XRD图
2负载于磁性海泡石表面。图2.10 海泡石、磁性海泡石、TiO2/磁性海泡石的XRD图Fig.2.10 XRD patterns of sepiolite、magnetic-sepiolite and TiO2/ magnetic-sepiolitecomposite photocatalyst.2.2.2.4 比表面积和孔结构分析图 2.11 为磁性海泡石、TiO2/磁性海泡石的 N2吸附-脱附等温线。根据吸附-脱附等温线分类，TiO2/磁性海泡石的吸附脱附曲线形状是近 IV 型等温线，具有滞留回环 H4型，是典型的介孔结构类型，这表示 TiO2/磁性海泡石复合光催化剂
衍射峰的位置并没有发生明显的变化，这说明复合光催化剂结构稳定，光催化反应并不能改变复合光催化剂表面的晶体结构。图4.12 反应前后复合光催化剂的XRD图Fig.4.12 XRD patterns of the composite photocatalysts before and after catalysis.（2）复合光催化剂处理前后的 FT-IR 图比较图4.13为复合催化剂处理Cu(II)-EDTA废水反应前后的FT-IR图。由图可知：反应后的 TiO2/磁性海泡石复合催化剂中 Si-OH 或 Mg-OH 的-OH 伸缩振动峰由3423 cm-1移到 3416 cm-1，这是因为复合光催化剂表面的 Si-OH、Mg-OH 等基团与目标污染物相互作用引起的[87]。H-O-H弯曲振动峰由1634 cm-1移到1630 cm-1，这是由于复合光催化剂表面吸附水和层间水的缘故[88, 89]。1026 和 465cm-1的 Si-O的振动峰位置没有发生明显改变，这说明光催化反应后复合催化剂的结构没有遭到破坏[65, 90]，表明该复合光催化剂稳定，这与图 4.12 中 XRD 的结果一致。且反应后的复合光催化剂表面没有残余的 Cu(II)-EDTA，这证实 Cu(II)-EDTA 的去除不是归因于吸附行为，而是复合催化剂催化作用的结果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CNTs/TiO2/海泡石多孔光催化复合材料的制备及性能[J]. 周雪,程俊,李珍珍,张秋艳,孙琳,赵强. 化工新型材料. 2014(02)
[2]湿法炼铜的废水资源化研究[J]. 陈建发,颜斐进,刘福权,姚红照. 云南民族大学学报(自然科学版). 2013(05)
[3]重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J]. 黄益宗,郝晓伟,雷鸣,铁柏清. 农业环境科学学报. 2013(03)
[4]TiO2柱撑海泡石负载Ni2P的噻吩加氢脱硫性能[J]. 廖辉,徐香兰,谌伟庆,石秋杰,刘文明,王翔. 物理化学学报. 2012(12)
[5]络合重金属废水处理的研究进展[J]. 谢丽萍,付丰连,汤兵. 工业水处理. 2012(08)
[6]Photocatalytic degradation of 4-chlorophenol under P-modified TiO2/UV system: Kinetics, intermediates, phytotoxicity and acute toxicity[J]. Kais Elghniji,Olfa Hentati,Najwa Mlaik,Ayman Mahfoudh,Mohamed Ksibi. Journal of Environmental Sciences. 2012(03)
[7]二氧化钛颗粒表面的光催化反应过程[J]. 韦冰心,王亭杰,赵琳,陈林,金涌. 石油化工. 2012(02)
[8]TiO2光催化处理络合铜废水的实验研究[J]. 孙斌,吕文英,刘国光,林龙利,梁儒,杨益. 环境工程学报. 2012(02)
[9]Fe柱撑海泡石负载Cu催化剂:结构特点及其C3H6选择性催化还原NO催化性质[J]. 叶青,闫立娜,霍飞飞,王海平,程水源,康天放. 无机化学学报. 2012(01)
[10]中国环境安全的需求与构建[J]. 钱箭星. 中国井冈山干部学院学报. 2011(04)
博士论文
[1]TiO2纳米管光催化同步去除水体中重金属和有机物的协同作用及其机理[D]. 林龙利.广东工业大学 2012
硕士论文
[1]铝铁电极联用电絮凝技术处理Cu-EDTA络合废水的研究[D]. 谭竹.湖南大学 2013
[2]铁炭微电解法处理EDTA-Cu配合废水工艺研究[D]. 陈润华.中南大学 2010
本文编号：3008138
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3008138.html
