复合光催化剂Fe 3 O 4 -TiO 2 (P25)的制备及太阳光光降解染料废水的研究

发布时间：2023-11-04 12:43

　　本课题首先分别应用天然铁矿砂、自制Fe3O4粉和商业Fe3O4粉在太阳光下通过光类芬顿系统降解茜素红模拟染料废水，对比三种催化剂的活性。由X射线衍射(XRD)和X射线荧光光谱(XRF)可以看出，天然铁矿砂最主要的化学成分是Fe3O4(82.6%)，SiO2(8.6%)和TiO2(2.3%)。研究发现在降解和矿化茜素红染料废水过程中，天然铁矿砂比自制Fe3O4粉和商业Fe3O4粉表现出更高的光催化活性。其可能的原因是，组分中的TiO2半导体通过电子空穴对的分离提高了其活性，再者组分中的SiO2起到了粘结作用使得大颗粒的天然铁矿砂有更好的稳定性。由于天然铁矿砂作为非均相催化剂显示了许多优点，如在阳光下降解污染物具有高催化活性，成本低，消耗低，易于回收和重复利用等。所以类比天然铁矿砂的性质，应用SiO2将自制Fe3O4粉粘结在一起，制备出一种合成催化剂，很好地模拟了天然铁矿砂在废水处理中表现出的高催化活性。 其次采用共沉淀法制备出一种新型复合光催化剂Fe3O4-TiO2(P25)即FT0.75，运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外漫反射光谱(UV...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题研究背景
        1.2.1 印染废水的产生及特点
        1.2.2 国内印染废水概况及危害
        1.2.3 印染废水的常规处理技术
    1.3 高级氧化技术
        1.3.1 高级氧化技术的概念及应用
        1.3.2 高级氧化技术的特点
    1.4 均相 Fenton 反应
        1.4.1 Fenton 氧化技术的机理
        1.4.2 均相 Fenton 反应技术的特点
    1.5 非均相催化氧化反应
        1.5.1 非均相催化氧化反应的概念及反应机理
        1.5.2 非均相反应催化剂的选择
    1.6 课题的创新点
第2章 磁性 Fe₃O₄催化剂性能的研究
    2.1 概述
        2.1.1 茜素红的化学性质和结构
        2.1.2 OH 的性质
    2.2 实验用品
        2.2.1 药品试剂及材料
        2.2.2 实验仪器与装置
    2.3 实验研究内容
        2.3.1 非均相 Fenton 催化剂的来源与性质
        2.3.2 非均相 Fenton 催化剂的表征
    2.4 三种催化剂用于茜素红的光降解实验
    2.5 天然铁矿砂、商业 Fe₃O₄粒子和自制 Fe₃O₄粒子的比较研究
        2.5.1 催化剂用量的影响
        2.5.2 pH 值的影响
        2.5.3 溶液中总铁离子的浓度
        2.5.4 催化剂的回收和重复利用
    2.6 模拟天然铁矿砂合成催化剂
        2.6.0 合成催化剂的制备
        2.6.1 合成催化剂的催化活性
        2.6.2 溶液中铁离子的浓度
        2.6.3 合成催化剂的回收和重复利用
    2.7 本章小结
第3章 新型复合光催化剂 Fe₃O₄-TiO₂(P25)的研究
    3.1 概述
    3.2 实验方法和步骤
        3.2.1 实验原料与设备
        3.2.2 复合光催化剂 Fe₃O₄-TiO₂(P25)的制备
        3.2.3 光催化活性的测定
    3.3 实验的结果与讨论
        3.3.1 光催化剂的特性
        3.3.2 光催化剂的催化活性
    3.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介



本文编号：3860331