改性ZnO-TiO 2 光催化氧化及杀菌性能的试验研究

发布时间：2023-05-14 02:55

　　研究采用溶胶凝胶法制备了掺杂镧、铈、铁的ZnO-TiO2催化剂；使用X射线衍射仪、电子透射显微镜、差热-热重分析仪、拉曼光谱仪等设备进行表征；对酸性大红、活性艳蓝X-BR、活性艳橙K-GN、活性紫K-3R、活性黄X-R、活性亮红X-8B、活性艳红KD-8B及某中成药制药废水进行了光催化降解研究；选择三种效果较好的催化剂对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌进行了杀菌试验。 试验结果表明TiO2中氧化锌的掺入量在5%以内较适宜，镧、铈、铁的掺杂量在0.5%以内晶体结构较好，稀土元素的掺入使催化剂比表面积、孔隙率显著增加，加大了水中有机物与催化剂的接触机会，光催化效率得以提高；催化剂煅烧过程中的煅烧温度，煅烧时间，升温速度最优的值分别为500℃、2h、5℃/min。 效果最好的三种催化剂分别是掺0.3%镧、3%ZnO的ZnO-TiO2（催化剂A），掺0.3%铈、3%ZnO的ZnO-TiO2（催化剂B），掺0.3%铁、2%ZnO的ZnO-TiO2（催化剂C）。催化剂A、B、C分别对活性艳蓝X-BR、活性艳红KD-8B、活性黄X-R的脱色率最高，达到了96.4%、88.4%、85.1%。催化剂对制药废水的...

【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 光催化材料的研究进展
    1.2 纳米 ZnO 与纳米 TiO2

        1.2.1 纳米 ZnO
        1.2.2 纳米 TiO₂

    1.3 纳米 TiO₂及其复合物的制备方法
    1.4 纳米 TiO₂光催化材料的应用
    1.5 光催化效率的影响因素
        1.5.1 晶体特性的影响
        1.5.2 催化剂物理特性的影响
        1.5.3 催化剂的投加量
        1.5.4 其他因素的影响
    1.6 光催化效率提高的方法
        1.6.1 半导体复合
        1.6.2 稀土离子掺杂
    1.7 研究的意义及内容
第二章 改性的 ZnO-TiO₂复合材料的制备与表征
    2.1 试验的准备
        2.1.1 试验材料
        2.1.2 试验仪器
        2.1.3 制备方法
    2.2 表征与数据分析
        2.2.1 粉体的 XRD 表征与分析
        2.2.2 粉体的 TEM 表征与分析
        2.2.3 粉体的差热热重(TG-DSC)表征与分析
        2.2.4 粉体的拉曼光谱表征与分析
        2.2.5 粉体的 BET 表征与分析
        2.2.6 粉体的紫外可见吸收光谱(UV-Vis)表征与分析
        2.2.7 粉体的 X 射线光电子能谱(XPS)表征与分析
    2.3 本章小结
第三章 改性 ZnO-TiO₂光催化材料降解废水的研究
    3.1 染料废水的降解
        3.1.1 染料废水的特点
        3.1.2 试验的准备
        3.1.3 掺镧的试验结果
        3.1.4 掺铈的试验结果
        3.1.5 掺铁的试验结果
        3.1.6 掺镧、铈、铁的试验结果比较
        3.1.7 影响因素
    3.2 制药废水的降解
        3.2.1 制药废水的特点
        3.2.2 试验方法
        3.2.3 试验结果
        3.2.4 影响因素
    3.3 本章小结
第四章 改性 ZnO-TiO₂光催化材料杀菌研究
    4.1 细菌的特征及杀菌
        4.1.1 细菌的结构特征
        4.1.2 测试菌种的选择
        4.1.3 抗菌剂及光催化灭菌剂
    4.2 试验及评价方法
        4.2.1 试剂与仪器
        4.2.2 光源及光照强度
        4.2.3 菌种保存及培养
        4.2.4 杀菌能力的测试和评价方法
    4.3 改性 ZnO-TiO₂灭菌试验方法
        4.3.1 试验前的准备
        4.3.2 抑菌圈法操作方法
        4.3.3 灭菌试验方法
        4.3.4 灭菌效果的检测和细菌的表征
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 对照组的灭菌试验
        4.4.2 掺杂镧的 ZnO-TiO₂灭菌试验
        4.4.3 掺杂铈的 ZnO-TiO₂灭菌试验
        4.4.4 掺杂铁的 ZnO-TiO₂灭菌试验
        4.4.5 自然光作为光源的杀菌率
        4.4.6 光催化杀灭大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的表征
        4.4.7 灭菌效果的影响因素
    4.5 改性的 ZnO-TiO₂光催化灭菌的机理
    4.6 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 研究结论
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
详细摘要



本文编号：3817042

suoshi