ZnO在光催化处理工业废水中的应用

发布时间：2018-03-25 04:15

  本文选题：ZnO　切入点：CuO　出处：《上海应用技术学院》2015年硕士论文

【摘要】：ZnO因具有较高的化学稳定性、良好的光催化性能、无毒性,自然界储量丰富、直接带隙宽(3.2 eV)、激子结合能大(60 meV)等优异性能而备受关注。并且已有结果证明ZnO的光催化降解性能优于Ti02等其它半导体。因而,ZnO基光催化剂最近逐渐成为了人们研究的热点。在本论文中,我们首先采用ZnO作为光催化剂,以甲基橙为模型底物,探讨了研磨处理对ZnO光催化活性的影响；在此基础上,进一步探讨了ZnO对氨基比林光降解的催化活性及其影响因素,以考察其在医药废水处理中的应用；最后,制备了CuO负载的ZnO,并将其作为光催化剂,研究了负载有CuO的ZnO对氨基比林光降解的催化活性及其影响因素。通过研究,得到了一些有意义的成果,主要包括：1.机械研磨对于ZnO光催化性能具有很大的影响。研磨会引起ZnO的光催化活性大大降低。这主要是由于研磨使ZnO表面的Zn填隙和氧空位缺陷减少,导致ZnO表面的光催化活性中心数量下降,从而使得ZnO的光催化活性下降。而机械研磨引起的ZnO颗粒尺寸的变化对ZnO的光催化活性影响不大。2.ZnO对于氨基比林光催化降解具有很高的催化活性。在其催化作用下,30 min光照后,氨基比林的降解率可达99%。该催化剂的适用范围较宽,尤其适合在低浓度的氨基比林废水处理中使用,有良好的工业利用前景。其催化机制为光生电子与半导体表面吸附的氧反应形成了超氧自由基·02-,然后O2-氧化氨基比林使其降解。3.CuO是一个良好的助催化剂。当其负载于ZnO的表面时,可使ZnO对氨基比林的光催化活性明显提高。这主要是助催化剂CuO的引入,抑制了ZnO光生电子-空穴对的复合,从而使ZnO的光催化活性得以提高。
[Abstract]:ZnO has high chemical stability, good photocatalytic performance, non-toxic, rich in natural reserves. The excellent properties of ZnO, such as direct band gap width 3.2 EV, exciton binding energy 60 MEV), have been shown to be superior to those of other semiconductors such as Ti02 in photocatalytic degradation. As a result, ZnO based photocatalysts have recently become more and more popular. In this paper, Firstly, we used ZnO as photocatalyst and methyl orange as model substrate to investigate the effect of grinding treatment on the photocatalytic activity of ZnO, and further discussed the catalytic activity of ZnO on the photodegradation of aminobirin and its influencing factors. Finally, CuO supported ZnO was prepared and used as photocatalyst to study the catalytic activity of ZnO loaded with CuO on the photodegradation of aminobirin and its influencing factors. And got some meaningful results, Mechanical lapping has a great influence on the photocatalytic properties of ZnO. Grinding can greatly reduce the photocatalytic activity of ZnO. This is mainly due to the reduction of Zn gap and oxygen vacancy defects on ZnO surface. As a result, the number of photocatalytic active centers on the surface of ZnO decreased. Therefore, the photocatalytic activity of ZnO decreased, but the change of ZnO particle size caused by mechanical grinding had little effect on the photocatalytic activity of ZnO. The degradation rate of aminopyrine can reach 99%. The catalyst has a wide application range and is especially suitable for the treatment of low concentration of aminopyrine wastewater. The catalytic mechanism is that the photoelectron reacts with the oxygen adsorbed on the semiconductor surface to form superoxide free radical 02-and then O2-O2-Aminopyrine to degrade .3.CuO is a good cocatalyst when the photoelectron is adsorbed on the semiconductor surface. On the surface of the ZnO, The photocatalytic activity of ZnO for aminopyrine was obviously improved, which was mainly due to the introduction of co-catalyst CuO, which inhibited the combination of photogenerated electron-hole pairs of ZnO, thus enhancing the photocatalytic activity of ZnO.
【学位授予单位】：上海应用技术学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ132.41;X703

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本文编号：1661494