吡啶类有机增敏剂的合成及其光催化性能的研究
本文选题:光催化 + 敏化 ; 参考:《天津理工大学》2017年硕士论文
【摘要】:目前,我国水体污染越来越严重,水体中的有机物含量和种类都逐年升高,治理水体污染刻不容缓。光催化氧化法由于其反应条件温和、经济实用、可以完全将有机物氧化成为CO_2和H_2O以及其它无害的盐类、酸类的优点,已经广泛的应用于有机污染物废水处理领域。对于光催化反应来说,催化剂是影响反应的决定性因素,通过对光催化剂进行改性可以有效的提升光催化性能,目前大多数对光催化剂改性的方法都是控制颗粒形状、晶体结构、能带结构等因素的变化,从而提升光催化剂的催化效率。光敏化法是改性催化剂的一种有效手段,其主要是通过将敏化剂负载于光催化剂的表面的方式来提升半导体的光催化性能。本论文利用吡啶的良好稳定性以及在光响应下可能出现的碱性增强作用,设计并合成具有一定共轭长度的吡啶衍生物有机配体,进而负载于TiO_2、ZnO、Fe_2O_3三个常用的催化剂表面,探讨不同的改性催化剂对染料废水的降解效果。实验中通过对不同水热反应条件的优化,成功获得了敏化后的固体光催化剂,应用IR、UV、XRD、SEM等表征了催化剂的结构,并通过光催化降解甲基橙废水实验,发现这些改性后的光催化剂具有很高的活性和良好的使用寿命。研究表明,所设计的吡啶类敏化剂拓宽了催化剂的光响应范围,大大改进了传统光催化剂的使用性能,对光催化降解有机污染物具有较高的指导意义。
[Abstract]:At present, the water pollution in China is more and more serious, the organic matter content and species in the water body are increasing year by year, so it is urgent to control the water pollution.The photocatalytic oxidation process has been widely used in the treatment of organic pollutants wastewater due to its mild reaction conditions, economical and practical, it can completely oxidize organic matter to CO_2 and H _ 2O, as well as other harmless salts and acids.For the photocatalytic reaction, the catalyst is the decisive factor affecting the reaction. The photocatalytic performance can be effectively improved by modifying the photocatalyst. At present, most of the methods of the photocatalytic modification are to control the shape of the particles.The change of crystal structure, energy band structure and other factors can improve the catalytic efficiency of photocatalyst.Guang Min method is an effective method to improve the photocatalytic performance of semiconductor by loading sensitizer on the surface of photocatalyst.In this paper, the organic ligands of pyridine derivatives with a certain conjugated length are designed and synthesized by using the good stability of pyridine and the alkali enhancement effect that may occur in the photoresponse. The organic ligands are then loaded on the surface of TiO2ZnO- Fe2O3 catalysts.The degradation effect of different modified catalysts on dye wastewater was discussed.In the experiment, the sensitized solid photocatalyst was successfully obtained by optimizing the different hydrothermal reaction conditions. The structure of the catalyst was characterized by IR UVX RDI SEM, and the photocatalytic degradation of methyl orange wastewater was carried out.It is found that these modified photocatalysts have high activity and good service life.The results show that the designed pyridine sensitizer broadens the photoresponse range of the catalyst, greatly improves the performance of the traditional photocatalyst, and has a high guiding significance for photocatalytic degradation of organic pollutants.
【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O643.36
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,本文编号:1743080
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