活性炭二氧化钛复合材料降解造纸废水的研究

发布时间：2017-07-18 07:18

  本文关键词：活性炭二氧化钛复合材料降解造纸废水的研究

  更多相关文章： 二氧化钛 活性炭 铁掺杂 锡掺杂 光催化降解

【摘要】：在我国,水资源短缺已成为制约社会和经济发展的重要因素,因此应用好造纸废水治理技术、解决好造纸废水的治理问题,是造纸行业健康发展和生态环境保护的迫切需求,也是我国社会、经济可持续发展的必然要求。TiO_2作为一种优良的光催化剂,可以催化降解工业生产中的多类废水(包括造纸废水),现已成为催化剂领域的研究热点。通过纳米材料与TiO_2复合形成新型光催化剂,能够改善单一TiO_2作为光催化剂存在的缺陷,发挥纳米材料与TiO_2各自优点,从而增强催化剂的光催化性能成为一个重要研究方向。本文首先对造纸废水的污染现状及造纸废水的水质情况做了简要分析,因为造纸废水的排水量大,污染物成分复杂,当前我国乃至世界的造纸废水污染物处理情况都不容乐观,亟待在造纸废水处理技术上出现突破。其次阐述了造纸废水传统处理工艺及研究现状,对传统处理工艺优缺点、应用范围和发展前景做了分析介绍。再次,介绍了造纸废水处理新技术和发展新趋势,而利用半导体对造纸废水有机物进行光催化降解就是其中一项具有发展前景的新技术。论文研究的主要内容即TiO_2-C掺杂金属离子复合催化剂光催化处理造纸废水,因此最后在文中对TiO_2光催化性能、光催化作用机理、与其它纳米材料的复合、载体的选择以及利用TiO_2光催化处理造纸废水的研究现状和前景做了比较全面的论述。本论文的目的是探讨TiO_2-C掺杂金属离子复合材料光催化降解造纸废水的可行性,实验即是围绕这一目的进行设计的。通过实验制得含量为2%、1%、0.5%、的Fe掺杂C-TiO_2催化剂和Sn掺杂C-TiO_2催化剂,然后用不同含量的Fe、Sn掺杂C-TiO_2催化剂对造纸废水进行光催化降解。这些研究均在常温条件进行,操作方法简单,实验成本低廉,对工业化生产金属掺杂C-TiO_2催化剂有一定指导意义。实验利用紫外光分光光度法对不同含量的Fe、Sn掺杂C-TiO_2催化剂催化降解造纸废水溶液进行定量分析,并与纯造纸废水进行对比,发现当Fe的掺杂比在0.5%时降解效果达到最佳,当Sn的掺杂比在0.5%时降解效果达到最佳。对光Fe掺杂和Sn掺杂C-TiO_2进行了XRD测试,发现我们制得2种金属掺杂C-TiO_2催化剂均为锐钛矿型二氧化钛。对各含量的Fe掺杂和Sn掺杂C-TiO_2进行了扫描电镜测试,发现随着掺杂比例的上升颜色及结构的变化。
【关键词】：二氧化钛 活性炭 铁掺杂 锡掺杂 光催化降解
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X793;O643.36
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 论文研究的意义及主要内容10-11
• 1.1.1 论文的目的及意义10-11
• 1.1.2 论文的主要内容11
• 1.2 造纸废水的治理研究现状及发展方向11-13
• 1.2.1 我国造纸废水污染治理现状11-12
• 1.2.2 造纸废水的水质分析12-13
• 1.3 造纸废水处理的研究现状及前景13-18
• 1.3.1 废水处理方法的类别13
• 1.3.2 造纸废水传统处理方法13-15
• 1.3.2.1 制浆废液传统处理方法13-15
• 1.3.2.2 中段废水传统处理方法15
• 1.3.2.3 抄纸废水传统处理方法15
• 1.3.3 造纸废水处理新趋势15-17
• 1.3.4 TiO_2光催化氧化处理造纸废水的研究17-18
• 1.3.4.1 TiO_2光催化氧化处理制浆废水中的应用17
• 1.3.4.2 TiO_2光催化氧化处理漂白废水中的应用17-18
• 1.4 TiO_2的光催化作用机理18-19
• 1.5 TiO_2掺杂过渡金属离子的制备方法19-21
• 1.5.1 TiO_2掺杂单一过渡金属19-20
• 1.5.2 TiO_2掺杂过渡金属及非金属20
• 1.5.3 TiO_2与其他纳米材料复合掺杂20-21
• 1.6 TiO_2的负载21-24
• 1.6.1 负载材料21-22
• 1.6.2 负载TiO_2的制备方法22-24
• 第2章 实验内容24-28
• 2.1 实验药品24
• 2.2 实验设备及仪器24
• 2.3 实验步骤24-27
• 2.3.1 Fe/Sn掺杂催化剂的制备24-25
• 2.3.2 光降解的实验步骤25-27
• 2.4 分析及表征方法27-28
• 第3章 结果与讨论28-40
• 3.1 扫描电镜28-31
• 3.1.1 扫描电镜原理简述28
• 3.1.2 扫描电镜实验结果及讨论28-31
• 3.1.2.1 Fe/KYC-TiO_2体系材料扫描电镜测试及结果分析28-30
• 3.1.2.2 Sn/C-TiO_2体系体系材料扫描电镜测试及结果分析30-31
• 3.1.2.3 Fe/TORAYC-TiO_2扫描电镜测试及结果分析31
• 3.2 光降解性能的研究31-36
• 3.2.1 紫外分光光度计的原理简述31-32
• 3.2.2 光降解实验结果讨论32-36
• 3.2.2.1 各催化剂降解后各溶液的紫外光谱图分析32-35
• 3.2.2.2 光降解造纸废液紫外光谱图分析35-36
• 3.3 XRD表征36-40
• 3.3.1 XRD原理简述36
• 3.3.2 XRD实验结果及讨论36-40
• 第4章 结论与建议40-41
• 4.1 结论40
• 4.2 建议40-41
• 参考文献41-44
• 致谢44

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本文编号：556568