氮掺杂二氧化钛/生物炭的制备及其光催化性能的研究
发布时间：2023-01-25 15:58
随着我国食品行业、个人护理品行业的迅速发展,有毒性、难降解的对羟基苯甲酸酯类物质给我们的环境造成了很大影响,损害了人类的身体。因此,寻找一种新型高效、成本低、性能好的光催化材料去除对羟基苯甲酸酯类物质迫在眉睫。二氧化钛（TiO2）由于光催化能力较强、成本较低、稳定性较好、无毒性,因此被大规模使用。但是由于TiO2禁带宽度大,只能在紫外光照射下产生光催化效应,限制了对太阳能的利用,影响了TiO2在工业上的使用。同时,粉末状TiO2难以回收利用,需要负载适当的载体以适应大规模的实际应用,生物炭（BC）具有优良的理化性质,易与TiO2结合形成复合材料。本论文采用氮掺杂和与生物炭复合来改善TiO2的光催化性能,以期制备出能高效利用太阳能、光催化活性好、利于回收和可广泛应用于实际的光催化材料。本文通过在TiO2光催化降解对羟基苯甲酸乙酯（EP）的过程中添加BC来研究光催化剂降解EP的机理,讨论BC掺杂比例、煅烧温度、初始p H值对其光催化降解E...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 对羟基苯甲酸酯类概况
1.1.1 对羟甲基苯甲酸酯类物质的发展
1.1.2 对羟基苯甲酸酯类物质的特性
1.1.3 对羟基苯甲酸酯类物质对环境的影响
1.2 对羟基苯甲酸酯类的降解
1.2.1 生物降解
1.2.2 化学降解
1.3 二氧化钛光催化降解污染物的研究进展
1.3.1 TiO_2光催化过程
1.3.2 TiO_2光催化的影响因素
1.3.3 提高二氧化钛光催化性能的方法
1.4 生物炭材料的研究现状
1.4.1 生物炭的性质
1.4.2 二氧化钛/生物炭复合材料的研究现状
1.5 论文研究内容与思路
1.5.1 论文的研究内容
1.5.2 论文的研究目的及意义
1.5.3 技术路线
第二章 实验方法
2.1 实验试剂及仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 复合材料的表征
2.2.1 X射线衍射分析(XRD)
2.2.2 紫外可见漫反射分析(UV-vis)
2.2.3 扫描电镜分析(SEM)
2.2.4 比表面积分析(BET)
2.2.5 傅里叶红外光谱分析(FTIR)
2.3 光催化降解实验
第三章 生物炭的添加对二氧化钛降解EP影响的研究
3.1 BC和TiO_2材料的制备
3.1.1 BC和TiO_2材料的制备
3.1.2 BC和TiO_2的制备条件
3.2 BC的表征分析
3.2.1 傅里叶红外光谱分析(FTIR)
3.2.2 扫描电镜分析(SEM)
3.3 TiO_2光催化剂光催化降解EP
3.3.1 BC掺杂比例的影响
3.3.2 煅烧温度的影响
3.3.3 初始pH的影响
3.3.4 BC/TiO_2复合材料的可再生
3.4 反应机理讨论
3.5 本章小结
第四章 生物炭/二氧化钛复合材料的制备及光催化降解EP
4.1 BC/TiO_2复合材料的制备
4.1.1 BC/TiO_2复合材料的制备
4.1.2 BC/TiO_2复合材料的制备条件
4.2 BC/TiO_2复合材料的表征分析
4.2.1 X射线衍射分析(XRD)
4.2.2 紫外可见漫反射分析(UV-vis)
4.2.3 扫描电镜分析(SEM)
4.2.4 比表面积分析(BET)
4.3 BC/TiO_2复合材料光催化降解EP
4.3.1 BC掺杂比例的影响
4.3.2 煅烧温度的影响
4.3.3 初始pH的影响
4.3.4 BC/TiO_2-5-500复合材料的可再生
4.3.5 动力学研究
4.4 反应机理讨论
4.5 本章小结
第五章 氮掺杂二氧化钛/生物炭的制备及光催化降解EP
5.1 氮掺杂二氧化钛/生物炭的制备
5.1.1 氮掺杂二氧化钛/生物炭的制备
5.1.2 BC/NT的制备条件
5.2 BC/NT复合材料的表征分析
5.2.1 X射线衍射分析(XRD)
5.2.2 紫外可见漫反射分析(UV-vis)
5.2.3 扫描电镜分析(SEM)
5.2.4 比表面积分析(BET)
5.3 BC/NT复合材料光催化降解EP
5.3.1 氮掺杂比例的影响
5.3.2 煅烧温度的影响
5.3.3 初始pH的影响
5.3.4 BC/NT-3-500复合材料的可再生
5.3.5 动力学研究
5.4 反应机理讨论
5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]煅烧温度对铽掺杂纳米二氧化钛及光学性能的影响[J]. 黄凤萍,辛萌,崔梦丽,郭宇煜,丁力. 化学研究与应用. 2017(11)
[2]TiO2/生物炭复合材料处理低浓度氨氮废水[J]. 张梦媚,何世颖,唐婉莹,冯彦房,杨林章. 环境科学研究. 2017(09)
[3]以WS2/g-C3N4杂化复合物为共催化剂提高TiO2光催化活性（英文）[J]. 郑莉莉,肖新颜,李阳,张卫平. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(05)
[4]小麦秸秆生物炭对水中对羟基苯甲酸乙酯的吸附特性[J]. 高欢,韦安磊,郑晓青,张一璇,宋进喜,张潇. 环境科学学报. 2017(07)
[5]有机复合污染水源水处理技术研究进展[J]. 周碧波,王云超,张刚,朱峰峰. 低碳世界. 2016(34)
[6]石墨烯-TiO2光催化剂复合板制备及其对五氯酚的催化降解[J]. 徐琪,周泽宇,王洪涛. 环境科学. 2016(08)
[7]不同煅烧温度的N-TiO2制备、表征及可见光催化性能[J]. 朱爽,林智斌,吴春山,王菲凤. 环境工程学报. 2016(06)
[8]纳米二氧化钛薄膜的制备及其光催化性能[J]. 周忠诚,李浪,李松林,舒万艮,阮建明. 塑料助剂. 2016(01)
[9]不同裂解温度对水稻秸秆制备生物炭及其特性的影响[J]. 简敏菲,高凯芳,余厚平. 环境科学学报. 2016(05)
[10]Ag+-TiO2/AC复合材料的可见光吸附-光催化协同作用[J]. 康宏平,孙振亚,刘建永,杨红刚,何小军. 环境工程学报. 2015(04)
硕士论文
[1]负载型氮掺杂二氧化钛制备条件的优化与光催化降解性能研究[D]. 杨博.河北工程大学 2017
[2]氮掺杂石墨烯/二氧化钛杂化材料的制备及其光催化降解染料[D]. 路瑞娟.郑州大学 2013
[3]对羟基苯甲酸酯类防腐剂在水中的光降解研究[D]. 殷虹.华中科技大学 2013
[4]石墨烯/钛酸纳米管复合光催化剂的制备和性能研究[D]. 翟茜茜.上海交通大学 2012
[5]生物炭对Pb、Cd污染土壤的修复试验研究[D]. 朱庆祥.重庆大学 2011
本文编号：3731548
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 对羟基苯甲酸酯类概况
1.1.1 对羟甲基苯甲酸酯类物质的发展
1.1.2 对羟基苯甲酸酯类物质的特性
1.1.3 对羟基苯甲酸酯类物质对环境的影响
1.2 对羟基苯甲酸酯类的降解
1.2.1 生物降解
1.2.2 化学降解
1.3 二氧化钛光催化降解污染物的研究进展
1.3.1 TiO_2光催化过程
1.3.2 TiO_2光催化的影响因素
1.3.3 提高二氧化钛光催化性能的方法
1.4 生物炭材料的研究现状
1.4.1 生物炭的性质
1.4.2 二氧化钛/生物炭复合材料的研究现状
1.5 论文研究内容与思路
1.5.1 论文的研究内容
1.5.2 论文的研究目的及意义
1.5.3 技术路线
第二章 实验方法
2.1 实验试剂及仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 复合材料的表征
2.2.1 X射线衍射分析(XRD)
2.2.2 紫外可见漫反射分析(UV-vis)
2.2.3 扫描电镜分析(SEM)
2.2.4 比表面积分析(BET)
2.2.5 傅里叶红外光谱分析(FTIR)
2.3 光催化降解实验
第三章 生物炭的添加对二氧化钛降解EP影响的研究
3.1 BC和TiO_2材料的制备
3.1.1 BC和TiO_2材料的制备
3.1.2 BC和TiO_2的制备条件
3.2 BC的表征分析
3.2.1 傅里叶红外光谱分析(FTIR)
3.2.2 扫描电镜分析(SEM)
3.3 TiO_2光催化剂光催化降解EP
3.3.1 BC掺杂比例的影响
3.3.2 煅烧温度的影响
3.3.3 初始pH的影响
3.3.4 BC/TiO_2复合材料的可再生
3.4 反应机理讨论
3.5 本章小结
第四章 生物炭/二氧化钛复合材料的制备及光催化降解EP
4.1 BC/TiO_2复合材料的制备
4.1.1 BC/TiO_2复合材料的制备
4.1.2 BC/TiO_2复合材料的制备条件
4.2 BC/TiO_2复合材料的表征分析
4.2.1 X射线衍射分析(XRD)
4.2.2 紫外可见漫反射分析(UV-vis)
4.2.3 扫描电镜分析(SEM)
4.2.4 比表面积分析(BET)
4.3 BC/TiO_2复合材料光催化降解EP
4.3.1 BC掺杂比例的影响
4.3.2 煅烧温度的影响
4.3.3 初始pH的影响
4.3.4 BC/TiO_2-5-500复合材料的可再生
4.3.5 动力学研究
4.4 反应机理讨论
4.5 本章小结
第五章 氮掺杂二氧化钛/生物炭的制备及光催化降解EP
5.1 氮掺杂二氧化钛/生物炭的制备
5.1.1 氮掺杂二氧化钛/生物炭的制备
5.1.2 BC/NT的制备条件
5.2 BC/NT复合材料的表征分析
5.2.1 X射线衍射分析(XRD)
5.2.2 紫外可见漫反射分析(UV-vis)
5.2.3 扫描电镜分析(SEM)
5.2.4 比表面积分析(BET)
5.3 BC/NT复合材料光催化降解EP
5.3.1 氮掺杂比例的影响
5.3.2 煅烧温度的影响
5.3.3 初始pH的影响
5.3.4 BC/NT-3-500复合材料的可再生
5.3.5 动力学研究
5.4 反应机理讨论
5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]煅烧温度对铽掺杂纳米二氧化钛及光学性能的影响[J]. 黄凤萍,辛萌,崔梦丽,郭宇煜,丁力. 化学研究与应用. 2017(11)
[2]TiO2/生物炭复合材料处理低浓度氨氮废水[J]. 张梦媚,何世颖,唐婉莹,冯彦房,杨林章. 环境科学研究. 2017(09)
[3]以WS2/g-C3N4杂化复合物为共催化剂提高TiO2光催化活性（英文）[J]. 郑莉莉,肖新颜,李阳,张卫平. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(05)
[4]小麦秸秆生物炭对水中对羟基苯甲酸乙酯的吸附特性[J]. 高欢,韦安磊,郑晓青,张一璇,宋进喜,张潇. 环境科学学报. 2017(07)
[5]有机复合污染水源水处理技术研究进展[J]. 周碧波,王云超,张刚,朱峰峰. 低碳世界. 2016(34)
[6]石墨烯-TiO2光催化剂复合板制备及其对五氯酚的催化降解[J]. 徐琪,周泽宇,王洪涛. 环境科学. 2016(08)
[7]不同煅烧温度的N-TiO2制备、表征及可见光催化性能[J]. 朱爽,林智斌,吴春山,王菲凤. 环境工程学报. 2016(06)
[8]纳米二氧化钛薄膜的制备及其光催化性能[J]. 周忠诚,李浪,李松林,舒万艮,阮建明. 塑料助剂. 2016(01)
[9]不同裂解温度对水稻秸秆制备生物炭及其特性的影响[J]. 简敏菲,高凯芳,余厚平. 环境科学学报. 2016(05)
[10]Ag+-TiO2/AC复合材料的可见光吸附-光催化协同作用[J]. 康宏平,孙振亚,刘建永,杨红刚,何小军. 环境工程学报. 2015(04)
硕士论文
[1]负载型氮掺杂二氧化钛制备条件的优化与光催化降解性能研究[D]. 杨博.河北工程大学 2017
[2]氮掺杂石墨烯/二氧化钛杂化材料的制备及其光催化降解染料[D]. 路瑞娟.郑州大学 2013
[3]对羟基苯甲酸酯类防腐剂在水中的光降解研究[D]. 殷虹.华中科技大学 2013
[4]石墨烯/钛酸纳米管复合光催化剂的制备和性能研究[D]. 翟茜茜.上海交通大学 2012
[5]生物炭对Pb、Cd污染土壤的修复试验研究[D]. 朱庆祥.重庆大学 2011
本文编号：3731548
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