Cu 2+ /ZnO/TiO 2 复合光催化剂处理油田废水中有机物研究

发布时间：2023-05-04 02:33

　　油田废水中含有大量有机污染物,有毒有害,难以降解,传统水处理工艺对油田废水中的有机物去除效率低、成本高。光催化氧化工艺对有机物的去除效果好,且经济、绿色、环保。对光催化剂进行改性研究,可以大幅度提高光催化剂的光催化活性、提升光催化降解效果,最终用于处理实际油田废水。二氧化钛因为光催化活性高和稳定性好成为改性研究的重点材料之一。以往对二氧化钛进行改性研究多集中于单一物质掺杂改性、贵金属掺杂或半导体复合改性二氧化钛,光催化效果有限且成本高。本研究用溶胶-凝胶法对二氧化钛进行掺杂改性,利用过渡金属铜和氧族化合物氧化锌合成了Cu²⁺/Zn O/Ti O₂,经正交试验得出最佳掺杂量为Cu²⁺:0.4%,Zn O:0.1%。利用该比例下的新型Cu²⁺/Zn O/Ti O₂光催化降解亚甲基蓝溶液,通过紫外吸收光谱对亚甲基蓝的光催化降解结果进行分析讨论,结果表明:新型Cu²⁺/Zn O/Ti O₂在8w紫外灯光源照射下,光催化降解亚甲基蓝溶液2 h后...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 选题背景及意义
        1.1.1 油田废水的形成和水质特点
        1.1.2 油田废水对环境的影响
        1.1.3 油田废水的处理现状
    1.2 光催化技术的研究及应用
        1.2.1 光催化技术的发展及应用
        1.2.2 光催化材料的研究进展
        1.2.3 二氧化钛光催化剂的改性研究
        1.2.4 新型复合二氧化钛光催化剂的研究
    1.3 研究的思路及研究内容
        1.3.1 研究思路
        1.3.2 研究内容
第二章 复合光催化剂的制备及光催化降解亚甲基蓝实验
    2.1 实验材料
        2.1.1 实验药剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 复合光催化剂制备
        2.2.1制备纯TiO2

        2.2.2 制备Cu²⁺/TiO₂复合光催化剂
        2.2.3 制备ZnO/TiO₂复合光催化剂
        2.2.4 制备Cu²⁺/ZnO/TiO₂ 复合光催化剂
    2.3 实验分析方法
    2.4 光催化实验装置改良
        2.4.1 1号小型光催化装置
        2.4.2 2号小型光催化装置
        2.4.3 3号小型光催化装置
    2.5 光催化降解亚甲基蓝实验
        2.5.1 光催化降解亚甲基蓝实验步骤
        2.5.2 不添加催化剂的空白对照实验:
        2.5.3 Cu²⁺/TiO₂复合光催化剂光催化实验
        2.5.4 ZnO/TiO₂ 复合光催化剂光催化实验
        2.5.5 Cu²⁺/ZnO/TiO₂ 复合光催化剂的正交实验
        2.5.6 光催化降解亚甲基蓝实验结果
    2.6 本章小结
第三章 复合光催化剂表征
    3.1 X射线衍射图谱分析(XRD)
    3.2 比表面积分析测试(BET)
    3.3 扫描电子显微镜分析(SEM)
    3.4 红外光谱分析(FT-IR)
    3.5 紫外可见光谱分析(UV-vis)
    3.6 热重-差热分析(TGA)
    3.7 本章小结
第四章 新型Cu²⁺/ZnO/TiO₂ 光催化性能评价及最佳反应条件探究
    4.1 复合光催化剂光催化性能评价
        4.1.1 紫外漫反射分析
        4.1.2 光催化动力学研究
        4.1.3 重复使用活性探究
    4.2 最佳光催化反应条件探究
        4.2.1 不同反应pH对降解效率的影响
        4.2.2 不同反应温度对降解效率的影响
        4.2.3 不同初始浓度对降解效率的影响
        4.2.4 不同催化剂用量对降解效率的影响
    4.3 本章小结
第五章 新型Cu²⁺/ZnO/TiO₂ 处理典型有机物及实际油田废水
    5.1 新型Cu²⁺/ZnO/TiO₂ 降解苯胺
    5.2 新型Cu²⁺/ZnO/TiO₂ 降解乙醇
    5.3 新型Cu²⁺/ZnO/TiO₂ 光催化降解实际油田废水中的苯系物
        5.3.1 新型Cu²⁺/ZnO/TiO₂ 降解实际油田废水中的苯
        5.3.2 新型Cu²⁺/ZnO/TiO₂ 降解实际油田废水中的甲苯
        5.3.3 新型Cu²⁺/ZnO/TiO₂ 降解实际油田废水中的二甲苯
    5.4 新型Cu²⁺/ZnO/TiO₂ 降解实际油田废水中COD
    5.5 光催化机理讨论
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的科研成果
    发表学术论文
    参与科研项目
致谢



本文编号：3807775

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