二氧化钛的超重力制备及光降解挥发性有机物研究

发布时间：2024-11-03 14:03

　　挥发性有机物（VOCs）是诸多低沸点、易挥发的碳氢化合物的总称,其污染物来源广、组分复杂、危害大、难降解,给人类生存环境与生态环境带来巨大危害。光催化氧化法以光为能源,兼具低能耗、矿化彻底、条件温和等优势。但光催化剂对光能的利用不足、光生载流子寿命短的问题严重影响光催化效率;同时,粒径小且分布窄、光能利用率高的纳米TiO₂光催化剂难以制备导致较高的成本。因此研发一种便于连续制备优质、高光催化效率的纳米TiO₂的新方法很有必要。研究表明,通过均匀掺杂可以使TiO₂的吸收光范围拓宽、并延长载流子寿命,从而提升光催化效率。化学沉淀法在制备纳米TiO₂上具有工艺简单、原料廉价等优势,但该方法通常利用传统搅拌式反应釜,由于其微观混合受限,制备的催化剂粒径大且分布宽、质量不均一。基于此,结合撞击流旋转填料床（IS-RPB）在强化液-液微观混合方面独特的优势,本文提出采用超重力技术强化化学沉淀过程制备纳米TiO₂,并利用其均匀的微观混合特性实现均匀掺杂,最后通过光降解挥发性有机物研究催化剂性能...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1.绪论
    1.1 挥发性有机物来源及危害
    1.2 挥发性有机物处理方法
        1.2.1 生物法
        1.2.2 物理法
        1.2.3 化学法
    1.3 二氧化钛光催化法
        1.3.1 二氧化钛光催化原理
        1.3.2 二氧化钛存在的问题及发展方向
    1.4 纳米二氧化钛的制备方式
        1.4.1 气相法
        1.4.2 液相法
    1.5 超重力技术
        1.5.1 撞击流-旋转填料床简介
        1.5.2 撞击流-旋转填料床制备纳米材料
    1.6 二氧化钛的改性技术
        1.6.1 优化自身结构
        1.6.2 掺杂改性
        1.6.3 半导体复合改性
        1.6.4 负载改性
    1.7 课题的意义及研究内容
2.纳米二氧化钛的制备及表征
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验试剂与仪器
        2.1.2 表征方法
        2.1.3 纳米二氧化钛颗粒的制备
    2.2 结果及表征
        2.2.1 制备条件对纳米二氧化钛影响分析
        2.2.2 FT-IR分析
    2.3 本章小结
3.Fe³⁺掺杂纳米二氧化钛的制备
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验试剂与仪器
        3.1.2 表征方法
        3.1.3 Fe³⁺掺杂纳米二氧化钛的制备
    3.2 结果及表征
        3.2.1 FT-IR分析
        3.2.2 XRD分析
        3.2.3 拉曼分析
        3.2.4 XPS分析
        3.2.5 TEM分析
        3.2.6 UV-Vis DRS分析
        3.2.7 BET分析
    3.3 本章小结
4.光降解挥发性有机物性能研究
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验试剂与仪器
        4.1.2 实验装置
        4.1.3 实验步骤
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 对比实验
        4.2.2 不同催化剂对甲苯降解的影响
        4.2.3 不同催化剂用量对甲苯降解的影响
        4.2.4 甲苯初始浓度对降解效果的影响
        4.2.5 可见光对降解效果的影响
        4.2.6 催化剂重复使用性
    4.3 Fe-TiO₂光催化增强机理推测
    4.4 本章小结
5.全文总结
    5.1 结论
    5.2 本论文的创新点
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果
致谢



本文编号：4011388