几种Z型催化体系的构建及声催化降解有机污染物的研究

发布时间：2023-12-10 19:08

　　近年来,超声波与半导体光催化剂结合的声催化技术由于具有强的矿化能力,清洁无污染等优势被应用到废水治理的研究中。一些半导体光催化剂由于制造简单和活性高等优势被广泛应用于声催化降解有机污染物研究中。在紫外光照射下,半导体光催化剂TiO₂能够生成具有高催化活性的自由基,可降解附着于催化剂表面的各种有机污染物。然而,TiO₂具有三大缺陷:一,对太阳光吸收范围较小;二,光生电子-空穴对易复合;三,不能同时具有强的氧化还原能力。这些问题严重限制了TiO₂的实际应用。为了解决这些问题,研究者进行了大量的实验探究。2013年,Yu等人提出的直接Z型能够在一定程度上解决上面所述的三个问题,因而受到了研究者们广泛的关注。本研究通过将不同带隙半导体光催化剂进行复合,用来扩宽光的响应范围。另外,通过加入导电通道,加速一种催化剂导带上的电子转移到另一种催化剂的价带与之复合,能够有效的抑制催化剂本身光生载流子的复合,同时保留了强的氧化还原能力。为了更好的进行有机污染物的降解反应,对Z型催化体系进行了改进,形成双Z型催化体系,同时保留二种半导体光催化...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 声催化降解有机污染物的机理
    1.3 半导体光催化剂的改进方法
        1.3.1 贵金属沉积
        1.3.2 离子掺杂
        1.3.3 复合半导体
    1.4 本论文研究内容
第2章 Z型mMBIP-MWCNT-In₂O₃催化体系的构建及声催化降解诺氟沙星的研究
    2.1 本章研究内容
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品
        2.2.2 仪器装置
        2.2.3 实验方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 样品的X射线粉末衍射(XRD)
        2.3.2 样品的扫描电镜(SEM)图
        2.3.3 mMBIP-MWCNT-In₂O₃的能量色散X射线光谱(EDX)
        2.3.4 样品的紫外-可见漫反射光谱(DRS)
        2.3.5 样品的傅里叶变换红外(FT-IR)光谱图
        2.3.6 mMBIP-MWCNT-In₂O₃的X射线光电子(XPS)谱
        2.3.7 降解诺氟沙星溶液的紫外吸收光谱图以及降解率变化图
        2.3.8 超声照射时间对声催化降解诺氟沙星的影响及相应的动力学
        2.3.9 重复利用次数和不同捕获剂对降解诺氟沙星性能的影响
        2.3.10 可能的声催化降解有机污染物的机理
    2.4 本章小结
第3章 正对称双(OSD)Z型SnO₂\CdSe/Bi₂O₃催化剂的制备及声催化降解有机污染物的研究
    3.1 本章研究内容
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品
        3.2.2 仪器设备
        3.2.3 实验方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 样品的X射线粉末衍射(XRD)图
        3.3.2 样品的扫描电镜(SEM)图
        3.3.3 SnO₂\CdSe/Bi₂O₃的透射电镜(TEM)图
        3.3.4 SnO₂\CdSe/Bi₂O₃的X射线光电子能谱(XPS)图
        3.3.5 样品的紫外-可见漫反射(DRS)光谱及其单体的带隙计算
        3.3.6 样品的傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
        3.3.7 样品的光致发光(PL),光电流(TPR)和阻抗(EIS)
        3.3.8 催化剂用量、罗丹明B(RhB)初始浓度对声催化降解反应的影响
        3.3.9 超声(US)照射时间对声催化降解有机污染物的影响及相应动力学
        3.3.10 声催化降解RhB的紫外-可见光谱及与TOC的比较图
        3.3.11 重复利用次数和捕获剂对声催化降解RhB的影响
        3.3.12 有机染料的种类对OSD Z型 SnO₂\CdSe/Bi₂O₃声催化降解反应的影响
        3.3.13 LC-MS分析和RhB在声催化降解反应中可能的降解途径
        3.3.14 声催化降解有机污染物的机理分析
    3.4 本章小结
第4章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及申请的国家专利



本文编号：3872971