功能性纤维素类复合膜制备及其光催化性能研究
发布时间：2021-09-23 04:55
随着纺织、化纤工业的快速发展,印染行业废水的过度排放问题日益突出,如何降解废水中的有机污染物成为环境保护亟待解决的难题。现今最常用的物理法有不能将污染物彻底清除的缺点,光催化技术作为一种新型的污染物降解技术,具有降解彻底,耗能低等优点,成为了当前的研究热点。纤维素是一种廉价易得、且对环境无污染的材料,又因其具有良好的成膜性,适合作为半导体光催化的载体。本文以纤维素为载体,通过浸渍-沉淀法对其进行半导体金属化合物的负载制备复合型催化材料,并对其进行SEM、XRD等表征测试,并且以罗丹明B为降解物测试材料的光催化性能。（1）以纤维素纸（CP）为载体,通过浸渍-沉淀法负载银基化合物（Ag X）制备了Ag X/CP光催化材料。对其进行表征并以罗丹明B为目标污染物进行了光催化降解实验,结果表明:纤维素纸具有网状结构,能显著增加催化剂的比表面积和吸附性能,使活性组分不易流失,提升光催化能。制备了Ag Cl/CP、Ag2O/CP、Ag2CO3/CP、Ag3PO4/CP四种材料,在可见光照射9...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
半导体光催化原理图[7]
第2章实验部分13(4)傅里叶变换红外光谱测试（FT-IR）所用的傅立叶红外光谱仪是由美国的尼高力公司生产。这台仪器的型号为NICOLET380，其能够测量的范围是4000-400cm-1。测试方法：将测量的范围调至4000-400cm-1，将处理好的材料放入到仪器中测试。(5)透射电镜测试(TEM)透射电镜（TEM）是为了进一步了解样品内部结构，成像效果好，分辨率高。采用JEM-2100透射电镜对样品进行测试。测试方法：将样品放入到无水酒精中，放入超声波清洗机中分散，取少量滴加到镀有碳膜的铜网上，待干燥后，进行TEM测试，工作电压为100kV。(6)荧光测试(PL)采用PerkinElmerLS55荧光光度计对样品进行测试。在室温下于275的激发波长和300-600nm的扫描范围下进行测试。2.4罗丹明B标准曲线的绘制罗丹明B，又被称为玫瑰红B，或者是碱性玫瑰精，曾用作食品染色剂，但是经过生物实验发现，罗丹明B可以使老鼠的皮下组织生长肉瘤，怀疑有致癌作用。现已不允许用作食品染色。分别配置浓度为4mg/L、8mg/L、12mg/L、16mg/L、20mg/L、24mg/L、28mg/L和32mg/L的罗丹明溶液。采用紫外分光光度计在400-700nm的范围内扫描，最后确定最大的吸收波长为554nm，以罗丹明B的水溶液浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制出罗丹明B的标准曲线，如图2.1所示。图2.1罗丹明B标准曲线Fig2.1StandardcurveofRhodamineB
湘潭大学硕士论文14通过线性拟合，可以得到罗丹明B的标准曲线是Y=0.02973X–0.01439，相关系数是R2=0.99941。2.5测试材料光催化性能以罗丹明B为目标的降解物质，考察制作的材料在可见光下的光催化性能。本文使用500W的氙灯为模拟光源，额定电流设计为15A，并使用滤光片保证照射光照为λ＞380nm的可见光。光源与反应器距离设置为25厘米，反应装置如图2.2。图2.2反应装置图Fig2.2Reactiondevice实验步骤如下：取0.1g制作完成的光催化膜，将其放入200mL一定浓度的目标降解物溶液中，先避光搅拌一小时，让其达到吸附平衡。打开光源，每隔一定时间取5mL反应液，离心搅拌三分钟。在通过紫外分光光度计测试浓度。降解率为A，计算公式如下：A=（C0-Ct）/C0×100%（式2-1）注：公式中，C0为光催化反应之前的浓度（mg/L）；Ct为光照10分钟后溶液的浓度（mg/L）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]热塑性聚氨酯/蚕丝蛋白粉体共混膜的制备及性能[J]. 慈美玉,刘杰,张瑞,朱平,董朝红,隋淑英. 纺织高校基础科学学报. 2019(02)
[2]功能性再生纤维素复合膜的制备及性能研究进展[J]. 王晶晶,王钱钱,张超群,孙建中. 化工进展. 2016(02)
[3]纤维素膜的制备及性能研究[J]. 童贤涛,钟璇,何小云,李欣达,兰嫒,余木火. 高分子通报. 2013(10)
[4]稀土掺杂二氧化钛光催化剂的研究进展[J]. 柴瑜超,林琳,赵斌,何丹农. 材料导报. 2013(01)
[5]纤维素溶剂体系的研究进展[J]. 刘会茹,刘猛帅,张星辰,赵地顺. 材料导报. 2011(07)
[6]新溶剂法纤维素纤维的技术进展[J]. 骆强,陈功林,徐纪刚,李方全,孙玉山. 高分子通报. 2011(02)
[7]纤维素在膜科学中的研究进展[J]. 杨鹏飞. 河北化工. 2009(04)
[8]不锈钢金属丝网上TiO2纳米薄膜光催化剂的研究[J]. 朱永法,李巍,何俣,尚静. 高等学校化学学报. 2003(03)
博士论文
[1]铋系层状化合物的结构设计、功能化组装及其光催化性质研究[D]. 程合锋.山东大学 2012
本文编号：3405078
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
半导体光催化原理图[7]
第2章实验部分13(4)傅里叶变换红外光谱测试（FT-IR）所用的傅立叶红外光谱仪是由美国的尼高力公司生产。这台仪器的型号为NICOLET380，其能够测量的范围是4000-400cm-1。测试方法：将测量的范围调至4000-400cm-1，将处理好的材料放入到仪器中测试。(5)透射电镜测试(TEM)透射电镜（TEM）是为了进一步了解样品内部结构，成像效果好，分辨率高。采用JEM-2100透射电镜对样品进行测试。测试方法：将样品放入到无水酒精中，放入超声波清洗机中分散，取少量滴加到镀有碳膜的铜网上，待干燥后，进行TEM测试，工作电压为100kV。(6)荧光测试(PL)采用PerkinElmerLS55荧光光度计对样品进行测试。在室温下于275的激发波长和300-600nm的扫描范围下进行测试。2.4罗丹明B标准曲线的绘制罗丹明B，又被称为玫瑰红B，或者是碱性玫瑰精，曾用作食品染色剂，但是经过生物实验发现，罗丹明B可以使老鼠的皮下组织生长肉瘤，怀疑有致癌作用。现已不允许用作食品染色。分别配置浓度为4mg/L、8mg/L、12mg/L、16mg/L、20mg/L、24mg/L、28mg/L和32mg/L的罗丹明溶液。采用紫外分光光度计在400-700nm的范围内扫描，最后确定最大的吸收波长为554nm，以罗丹明B的水溶液浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制出罗丹明B的标准曲线，如图2.1所示。图2.1罗丹明B标准曲线Fig2.1StandardcurveofRhodamineB
湘潭大学硕士论文14通过线性拟合，可以得到罗丹明B的标准曲线是Y=0.02973X–0.01439，相关系数是R2=0.99941。2.5测试材料光催化性能以罗丹明B为目标的降解物质，考察制作的材料在可见光下的光催化性能。本文使用500W的氙灯为模拟光源，额定电流设计为15A，并使用滤光片保证照射光照为λ＞380nm的可见光。光源与反应器距离设置为25厘米，反应装置如图2.2。图2.2反应装置图Fig2.2Reactiondevice实验步骤如下：取0.1g制作完成的光催化膜，将其放入200mL一定浓度的目标降解物溶液中，先避光搅拌一小时，让其达到吸附平衡。打开光源，每隔一定时间取5mL反应液，离心搅拌三分钟。在通过紫外分光光度计测试浓度。降解率为A，计算公式如下：A=（C0-Ct）/C0×100%（式2-1）注：公式中，C0为光催化反应之前的浓度（mg/L）；Ct为光照10分钟后溶液的浓度（mg/L）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]热塑性聚氨酯/蚕丝蛋白粉体共混膜的制备及性能[J]. 慈美玉,刘杰,张瑞,朱平,董朝红,隋淑英. 纺织高校基础科学学报. 2019(02)
[2]功能性再生纤维素复合膜的制备及性能研究进展[J]. 王晶晶,王钱钱,张超群,孙建中. 化工进展. 2016(02)
[3]纤维素膜的制备及性能研究[J]. 童贤涛,钟璇,何小云,李欣达,兰嫒,余木火. 高分子通报. 2013(10)
[4]稀土掺杂二氧化钛光催化剂的研究进展[J]. 柴瑜超,林琳,赵斌,何丹农. 材料导报. 2013(01)
[5]纤维素溶剂体系的研究进展[J]. 刘会茹,刘猛帅,张星辰,赵地顺. 材料导报. 2011(07)
[6]新溶剂法纤维素纤维的技术进展[J]. 骆强,陈功林,徐纪刚,李方全,孙玉山. 高分子通报. 2011(02)
[7]纤维素在膜科学中的研究进展[J]. 杨鹏飞. 河北化工. 2009(04)
[8]不锈钢金属丝网上TiO2纳米薄膜光催化剂的研究[J]. 朱永法,李巍,何俣,尚静. 高等学校化学学报. 2003(03)
博士论文
[1]铋系层状化合物的结构设计、功能化组装及其光催化性质研究[D]. 程合锋.山东大学 2012
本文编号：3405078
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