电化学产生H 2 O 2 助Fe/TiO 2 可见光催化降解水中扑草净的研究
发布时间：2023-05-11 05:26
利用TiO2可见光催化技术处理水中难降解的有机物，具有稳定高效，能耗低等特点。其中，对TiO2催化剂的改性和协同反应对该技术的应用至关重要。因此，本课题针对现有TiO2可见光催化研究存在的不足，通过对H2O2助TiO2可见光催化的机理和过程研究，制备了一种性能稳定、光催化活性高的复合催化剂，并设计出有效简便产生H2O2的光电化学协同装置，应用于光催化H2O2氧化技术中。 本文首先以TiO2为光催化剂，内分泌干扰物扑草净作模型污染物，研究了H2O2助TiO2可见光催化降解扑草净的反应特性。结果表明，H2O2能助TiO2可见光催化降解扑草净，反应120min时，扑草净的降解率提高到80%；反应过程中，控制溶液体系的pH值为3.0左右，H2O2与扑草净的初始浓度比约45，催化剂投加量为1.0g/L，较为适宜；在扑草净的降解过程中，甲基、硫基及氨基被氧化脱除，NO3-、SO42-被持续释放出来，TOC去除率达70%，降解终产物为三聚氰酸；通过对反应体系的光谱分析显示，H2O2吸附于TiO2表面形成复合物结构，在可见光作用下转为自由基等活性物种，氧化降解涉及羟基自由基（·OH）和超氧自由基（·O...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
图和附表清单
1 绪论
1.1 课题背景
1.1.1 水污染的现状
1.1.2 扑草净的危害
1.1.3 水污染的处理
1.2 高级氧化技术
1.2.1 光催化氧化法
1.2.2 Fenton 氧化法
1.2.3 电化学氧化法
1.3 TiO2光催化技术的发展和应用
1.3.1 TiO2光催化的降解机理
1.3.2 TiO2光催化剂的改性方法
1.3.3 TiO2光催化降解有机物研究现状
1.4 技术路线及研究内容
1.4.1 技术路线
1.4.2 主要研究内容
1.5 课题的研究目的意义
1.5.1 研究目标
1.5.2 研究意义
2 实验材料与方法
2.1 实验装置
2.1.1 光催化实验
2.1.2 光电化学协同催化实验
2.2 实验材料
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.3 实验检测方法
2.3.1 扑草净及三聚氰酸的检测方法
2.3.2 TOC 的检测
2.3.3 溶液中离子的检测
2.3.4 羟基自由基的检测
2.3.5 超氧自由基的检测
2.3.6 溶液中铁的检测
2.3.7 过氧化氢的检测
2.3.8 催化剂吸光度的检测
2.3.9 催化剂的表征
3 TiO2可见光催化 H2O2降解水中扑草净
3.1 TiO2与 H2O2组成的系统
3.1.1 H2O2的可见光催化分解
3.1.2 H2O2/TiO2体系自由基分析
3.2 反应体系条件对催化 H2O2降解扑草净的影响
3.2.1 三种晶型 TiO2可见光催化 H2O2降解扑草净
3.2.2 扑草净的降解动力学
3.2.3 催化剂投加量对扑草净降解效果的影响
3.2.4 H2O2浓度对扑草净降解效果的影响
3.2.5 溶液 pH 对扑草净降解效果的影响
3.3 扑草净的降解过程分析
4 Fe/TiO2的制备与表征
4.1 光催化剂的制备
4.1.1 Fe/TiO2的制备
4.1.2 Fe/SiO2及 Fe/Al2O3的制备
4.2 Fe/TiO2的表征
4.2.1 Fe/TiO2的光吸收性能分析
4.2.2 Fe/TiO2的 BET 表征
4.2.3 Fe/TiO2的 FTIR 表征
4.2.4 Fe/TiO2的 SEM 表征
4.2.5 Fe/TiO2的 XRD 表征
4.2.6 Fe/TiO2的 XPS 表征
4.3 Fe/TiO2的可见光催化性能研究
4.4 Fe/TiO2的使用性能研究
5 光电化学协同催化降解扑草净的研究
5.1 光电化学协同催化装置的研究
5.1.1 阳极氧化反应
5.1.2 正交实验优化电解产生 H2O2
5.1.3 装置的选择和优化
5.2 光电化学协同催化降解扑草净的分析
5.3 光电化学协同催化的分析
5.3.1 光电化学协同催化反应的羟基自由基
5.3.2 光电化学协同催化降解有机物的优越性
6 结论
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3814251
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
图和附表清单
1 绪论
1.1 课题背景
1.1.1 水污染的现状
1.1.2 扑草净的危害
1.1.3 水污染的处理
1.2 高级氧化技术
1.2.1 光催化氧化法
1.2.2 Fenton 氧化法
1.2.3 电化学氧化法
1.3 TiO2光催化技术的发展和应用
1.3.1 TiO2光催化的降解机理
1.3.2 TiO2光催化剂的改性方法
1.3.3 TiO2光催化降解有机物研究现状
1.4 技术路线及研究内容
1.4.1 技术路线
1.4.2 主要研究内容
1.5 课题的研究目的意义
1.5.1 研究目标
1.5.2 研究意义
2 实验材料与方法
2.1 实验装置
2.1.1 光催化实验
2.1.2 光电化学协同催化实验
2.2 实验材料
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.3 实验检测方法
2.3.1 扑草净及三聚氰酸的检测方法
2.3.2 TOC 的检测
2.3.3 溶液中离子的检测
2.3.4 羟基自由基的检测
2.3.5 超氧自由基的检测
2.3.6 溶液中铁的检测
2.3.7 过氧化氢的检测
2.3.8 催化剂吸光度的检测
2.3.9 催化剂的表征
3 TiO2可见光催化 H2O2降解水中扑草净
3.1 TiO2与 H2O2组成的系统
3.1.1 H2O2的可见光催化分解
3.1.2 H2O2/TiO2体系自由基分析
3.2 反应体系条件对催化 H2O2降解扑草净的影响
3.2.1 三种晶型 TiO2可见光催化 H2O2降解扑草净
3.2.2 扑草净的降解动力学
3.2.3 催化剂投加量对扑草净降解效果的影响
3.2.4 H2O2浓度对扑草净降解效果的影响
3.2.5 溶液 pH 对扑草净降解效果的影响
3.3 扑草净的降解过程分析
4 Fe/TiO2的制备与表征
4.1 光催化剂的制备
4.1.1 Fe/TiO2的制备
4.1.2 Fe/SiO2及 Fe/Al2O3的制备
4.2 Fe/TiO2的表征
4.2.1 Fe/TiO2的光吸收性能分析
4.2.2 Fe/TiO2的 BET 表征
4.2.3 Fe/TiO2的 FTIR 表征
4.2.4 Fe/TiO2的 SEM 表征
4.2.5 Fe/TiO2的 XRD 表征
4.2.6 Fe/TiO2的 XPS 表征
4.3 Fe/TiO2的可见光催化性能研究
4.4 Fe/TiO2的使用性能研究
5 光电化学协同催化降解扑草净的研究
5.1 光电化学协同催化装置的研究
5.1.1 阳极氧化反应
5.1.2 正交实验优化电解产生 H2O2
5.2 光电化学协同催化降解扑草净的分析
5.3 光电化学协同催化的分析
5.3.1 光电化学协同催化反应的羟基自由基
5.3.2 光电化学协同催化降解有机物的优越性
6 结论
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3814251
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3814251.html
