TiO 2 -分子筛/陶瓷纤维复合材料及其光催化性能研究
发布时间：2022-01-08 21:48
随着我国经济发展和科技进步,能源与环境问题已成为当今社会突出的两大社会问题,环境污染治理日益引起人们的广泛重视。光催化技术是近几年兴起的新型污染物治理技术,因其绿色环保的应用特性而备受研究者们的关注。TiO2具有价格低廉、催化氧化活性优异等优点,是应用最为广泛的半导体光催化剂之一。然而,它也存在一些弊端:如比表面积小、电子-空穴对易复合、粉体TiO2难以回收等缺点。克服这些缺点的有效方法之一是将纳米TiO2进行固载,增大材料比表面积的同时,还可以解决难回收问题,成为了缓解能源和环境问题的有效途径之一。陶瓷纤维纸具有三维空间网状结构及较高的比表面积,有利于分子筛和活性组分的负载。本论文以陶瓷纤维瓦楞纸为载体,钛酸丁酯为钛源,ZSM-5、MCM-41分子筛为吸附材料,通过改变分子筛、TiO2负载量以及焙烧温度,制备了一系列TiO2-分子筛/陶瓷纤维光催化复合材料;为提高光催化效率,用CdS对TiO2进行改性,制备了 CdS-TiO2-ZSM-5/陶瓷纤维复合材料。通过X-射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、紫外-可见漫反射光谱法（Uv-vis）、X射线光电子能谱（...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１锐钛矿和金红石相Ｔｉ０２的结构??
?全降解。目前，对ＣｄＳ与Ｔｉ０２异质结复合材料的研究最为广泛（载流子迁移机??理图见图１．３）。??＾?Ｌ?＾产叫?＼??Ｖ?Ｌ?＾?二?３．２ｅＶ??ｉ?ｙ??图１．３?ＣｄＳ－Ｔｉ０２光催化的反应机理图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ＣｄＳ／Ｔｉ〇２??１．４分子筛负载Ｔｉ０２复合材料研究进展??纳米Ｔｉ０２因为廉价无毒和光催化活性高而被深入研宄，但因比表面积小、??电子－空穴易复合、活性位点少、粉体丁丨０２不易回收重复利用等缺点制约了其在??工业应用中的发展。克服这些制约条件的有效方法之一是将纳米Ｔｉ０２用多孔性??吸附材料进行负载化。其中，分子筛具有较大的比表面积、较高吸附容量且物??化稳定性好等优势，能将低浓度的有机污染物富集，促进光催化效率的提高，??是光催化剂很好的载体。??１．４．１分子筛简介??１．４．１．１分子筛的结构??分子筛为结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，分子结构通式为：??［Ｍ：（?Ｉ?），?Ｍ２（?ＩＩ?）０?？?ＡＩ２Ｏ３?＊?ｎＳｉ〇２?＊?ｍＨ２〇］??其中，ｍ（ｉ）：化合价为一价的金属离子；ｍ（ｉｉ）：化合价为二价的金属离子；??ｎ：?Ｓｉ〇２的分子数；ｍ：?Ｈ２０的分子数。ｎ也称作分子筛的硅铝比，不同的硅铝??１２??
以２０ｍｇ／Ｌ的罗丹明Ｂ水溶液为液相模型污染物，以波长２５４ｎｍ、功率为??２ｘ８Ｗ的灯为光源，将复合材料样品置于烧杯中进行复合材料对罗丹明Ｂ水溶??液的光催化性能研宄。如图２．２所示，将光源固定于密闭箱体上方，装有１５０ｍｌ??罗丹明Ｂ水溶液的烧杯置于磁力搅拌器上，通过升降架调整到合适的距离，称??取一定量的复合材料置于烧杯中，打开光源进行反应，间隔一定时间取样，用??高速离心机离心后，取上清液置于Ｕｖ－ｖｉｓ分光光度计中测其吸光度。??２２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Photocatalytic degradation of rhodamine B by dye-sensitized TiO2 under visible-light irradiation[J]. SHANG Jing,ZHAO FengWei,ZHU Tong & LI Jia State Key Joint Laboratory of Environmental Simulation and Pollution Control;College of Environmental Sciences and Engineering,Peking University,Beijing 100871,China. Science China（Chemistry）. 2011(01)
[2]生物滴滤塔中两种优势菌种对高浓度甲苯废气净化对比实验[J]. 何泽,李桂英,安太成,曾祥英,刘强,盛国英,傅家谟. 环境工程. 2007(02)
[3]采用活性炭纤维吸附装置回收VOC的优点分析[J]. 李守信,金平,张文智,王英杰,彭通乐,王雪. 化工环保. 2004(S1)
[4]新型抗菌剂——纳米TiO2的研究与应用[J]. 姚恩亲,江棂,马家举. 化学与生物工程. 2003(06)
[5]气体分离无机膜的应用及研究进展[J]. 廖传华,徐南平,时钧. 中国陶瓷. 2003(02)
[6]室内空气污染的来源、危害及控制[J]. 黄玉凯. 现代科学仪器. 2002(04)
[7]TiO2纳米晶光催化降解铬酸根离子的研究[J]. 张青红,高濂,郭景坤. 高等学校化学学报. 2000(10)
[8]LaFe1-xCuxO3的光催化性及正电子湮没研究[J]. 傅希贤,桑丽霞,白树林,杨秋华,王俊珍,孙艺环,曾淑兰. 化学物理学报. 2000(04)
[9]LaFeO3的光催化性[J]. 白树林,付希贤,王俊珍,杨秋华,孙艺环,曾淑兰. 应用化学. 2000(03)
[10]纳米TiO2——种新型的无机抗菌剂[J]. 祖庸,雷闫盈,李晓娥,王训,吴金龙. 现代化工. 1999(08)
博士论文
[1]TiO2基光催化剂的制备、结构及光催化降解VOCs性能与机理研究[D]. 孙松.中国科学技术大学 2010
[2]TiO2/ZSM-5复合光催化剂的制备及性能研究[D]. 郭鹏.大连理工大学 2010
[3]活性炭纤维负载二氧化钛光催化剂的制备及性能评价[D]. 刘亚兰.东北林业大学 2009
硕士论文
[1]TiO2-SiO2壳核型光催化剂的制备与表征[D]. 蒲云涛.中国海洋大学 2014
[2]负载型TiO2光催化材料的制备及典型气相污染物降解性能研究[D]. 杨青山.华南理工大学 2010
本文编号：3577343
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１锐钛矿和金红石相Ｔｉ０２的结构??
?全降解。目前，对ＣｄＳ与Ｔｉ０２异质结复合材料的研究最为广泛（载流子迁移机??理图见图１．３）。??＾?Ｌ?＾产叫?＼??Ｖ?Ｌ?＾?二?３．２ｅＶ??ｉ?ｙ??图１．３?ＣｄＳ－Ｔｉ０２光催化的反应机理图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ＣｄＳ／Ｔｉ〇２??１．４分子筛负载Ｔｉ０２复合材料研究进展??纳米Ｔｉ０２因为廉价无毒和光催化活性高而被深入研宄，但因比表面积小、??电子－空穴易复合、活性位点少、粉体丁丨０２不易回收重复利用等缺点制约了其在??工业应用中的发展。克服这些制约条件的有效方法之一是将纳米Ｔｉ０２用多孔性??吸附材料进行负载化。其中，分子筛具有较大的比表面积、较高吸附容量且物??化稳定性好等优势，能将低浓度的有机污染物富集，促进光催化效率的提高，??是光催化剂很好的载体。??１．４．１分子筛简介??１．４．１．１分子筛的结构??分子筛为结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，分子结构通式为：??［Ｍ：（?Ｉ?），?Ｍ２（?ＩＩ?）０?？?ＡＩ２Ｏ３?＊?ｎＳｉ〇２?＊?ｍＨ２〇］??其中，ｍ（ｉ）：化合价为一价的金属离子；ｍ（ｉｉ）：化合价为二价的金属离子；??ｎ：?Ｓｉ〇２的分子数；ｍ：?Ｈ２０的分子数。ｎ也称作分子筛的硅铝比，不同的硅铝??１２??
以２０ｍｇ／Ｌ的罗丹明Ｂ水溶液为液相模型污染物，以波长２５４ｎｍ、功率为??２ｘ８Ｗ的灯为光源，将复合材料样品置于烧杯中进行复合材料对罗丹明Ｂ水溶??液的光催化性能研宄。如图２．２所示，将光源固定于密闭箱体上方，装有１５０ｍｌ??罗丹明Ｂ水溶液的烧杯置于磁力搅拌器上，通过升降架调整到合适的距离，称??取一定量的复合材料置于烧杯中，打开光源进行反应，间隔一定时间取样，用??高速离心机离心后，取上清液置于Ｕｖ－ｖｉｓ分光光度计中测其吸光度。??２２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Photocatalytic degradation of rhodamine B by dye-sensitized TiO2 under visible-light irradiation[J]. SHANG Jing,ZHAO FengWei,ZHU Tong & LI Jia State Key Joint Laboratory of Environmental Simulation and Pollution Control;College of Environmental Sciences and Engineering,Peking University,Beijing 100871,China. Science China（Chemistry）. 2011(01)
[2]生物滴滤塔中两种优势菌种对高浓度甲苯废气净化对比实验[J]. 何泽,李桂英,安太成,曾祥英,刘强,盛国英,傅家谟. 环境工程. 2007(02)
[3]采用活性炭纤维吸附装置回收VOC的优点分析[J]. 李守信,金平,张文智,王英杰,彭通乐,王雪. 化工环保. 2004(S1)
[4]新型抗菌剂——纳米TiO2的研究与应用[J]. 姚恩亲,江棂,马家举. 化学与生物工程. 2003(06)
[5]气体分离无机膜的应用及研究进展[J]. 廖传华,徐南平,时钧. 中国陶瓷. 2003(02)
[6]室内空气污染的来源、危害及控制[J]. 黄玉凯. 现代科学仪器. 2002(04)
[7]TiO2纳米晶光催化降解铬酸根离子的研究[J]. 张青红,高濂,郭景坤. 高等学校化学学报. 2000(10)
[8]LaFe1-xCuxO3的光催化性及正电子湮没研究[J]. 傅希贤,桑丽霞,白树林,杨秋华,王俊珍,孙艺环,曾淑兰. 化学物理学报. 2000(04)
[9]LaFeO3的光催化性[J]. 白树林,付希贤,王俊珍,杨秋华,孙艺环,曾淑兰. 应用化学. 2000(03)
[10]纳米TiO2——种新型的无机抗菌剂[J]. 祖庸,雷闫盈,李晓娥,王训,吴金龙. 现代化工. 1999(08)
博士论文
[1]TiO2基光催化剂的制备、结构及光催化降解VOCs性能与机理研究[D]. 孙松.中国科学技术大学 2010
[2]TiO2/ZSM-5复合光催化剂的制备及性能研究[D]. 郭鹏.大连理工大学 2010
[3]活性炭纤维负载二氧化钛光催化剂的制备及性能评价[D]. 刘亚兰.东北林业大学 2009
硕士论文
[1]TiO2-SiO2壳核型光催化剂的制备与表征[D]. 蒲云涛.中国海洋大学 2014
[2]负载型TiO2光催化材料的制备及典型气相污染物降解性能研究[D]. 杨青山.华南理工大学 2010
本文编号：3577343
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