含Ti三元类水滑石复合材料的制备及其光催化性能研究

发布时间：2023-02-06 19:18

　　近年来,光催化技术因其高效率、低能耗、低成本、少污染等优点被广泛应用于水处理领域,开发新型、高效的光催化材料是光催化研究的重点和难点。类水滑石及其焙烧产物作为光催化剂处理废水,不会产生二次污染,且可以高效降解水体中的污染物,催化能力较强。本文采用共沉淀法制备含Ti三元类水滑石Ti-LDH,焙烧得其产物Ti-LDO并对二者用SEM、FT-IR、UV-Vis DRS、BET、XRD等手段表征分析,探究光催化剂的催化性能。主要研究结果如下:(1)含Ti三元类水滑石及其焙烧产物的最佳制备工艺为:Co/Ti/Fe摩尔比为1:2:1,共沉淀剂选择NaOH与Na2CO3的混合溶液;焙烧温度为450℃C,焙烧时间为2h。类水滑石材料焙烧后改变了原有的层状结构,孔径变大,有助于提升光催化性能;制备出的两种光催化剂均表现出优异的紫外光吸收性能,焙烧态Ti-LDO的光吸收性能更优(2)经实验探究得出,Ti-LDH光催化最佳条件应为:亚甲基蓝溶液初始浓度为20mg/L,pH=2,Ti-LDH投加量为0.07g即0.035g/L,此时降解效率达到75.11%;Ti-LDO光催化实验的最佳条件应为:溶液初始浓度1...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究进展及发展趋势
        1.2.1 光催化技术
        1.2.2 染料废水处理技术
        1.2.3 类水滑石材料
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
2 实验部分
    2.1 实验试剂及仪器
    2.2 实验装置
    2.3 实验方法
    2.4 含Ti三元类水滑石的制备方案
    2.5 含Ti三元类水滑石的表征方法
    2.6 含Ti三元类水滑石光催化研究
3 含Ti三元类水滑石材料的制备及表征
    3.1 含Ti三元类水滑石材料的制备
        3.1.1 金属元素组成的影响
        3.1.2 金属元素摩尔比的影响
        3.1.3 共沉淀剂的影响
        3.1.4 焙烧温度的影响
        3.1.5 焙烧时间的影响
    3.2 含Ti三元类水滑石材料的表征
        3.2.1 扫描电镜分析
        3.2.2 红外光谱分析
        3.2.3 固体紫外分析
        3.2.4 比表面积及孔径分析
        3.2.5 X射线衍射分析
    3.3 本章小结
4 含Ti三元类水滑石材料的光催化研究
    4.1 Ti-LDH光催化性能的研究
        4.1.1对比实验
        4.1.2 初始pH对光催化性能的影响
        4.1.3 催化剂投加量对光催化性能的影响
        4.1.4 初始浓度对光催化性能的影响
        4.1.5 正交实验
        4.1.6 催化剂稳定性的考察
    4.2 Ti-LDO光催化性能的研究
        4.2.1对比实验
        4.2.2 初始pH对光催化性能的影响
        4.2.3 催化剂投加量对光催化性能的影响
        4.2.4 初始浓度对光催化性能的影响
        4.2.5正交实验
        4.2.6 催化剂稳定性的考察
    4.3 光催化机理
        4.3.1 反应动力学研究
        4.3.2 活性自由基鉴定
        4.3.3 紫外扫谱分析
        4.3.4 光催化降解MB可能途径
    4.4 本章小结
5 结论
致谢
参考文献
附录



本文编号：3736458