TiO 2 纳米管阵列电极光电催化降解水体中含氮污染物及抗生素的研究

发布时间：2021-12-21 19:42

　　近年来,我国水产养殖业发展迅速且愈趋集约化。而鱼类代谢物的排放以及残饵的分解,会导致养殖水体氨氮、亚硝酸盐以及硝酸盐过高等问题,而较低浓度的氨氮以及亚硝酸盐就会危害鱼类的健康。另外,作为预防以及治疗鱼病的抗生素也有较大部分残留在水体中,对环境及人类健康造成威胁。半导体光催化技术由于其在降解废水中有毒污染物方面杰出的性能,受到广泛关注。本论文研究了TiO2纳米管电极光电催化降解养殖水体中常见污染物亚硝酸盐和抗生素氯霉素和诺氟沙星的性能,并对TiO2纳米管电极进行了石墨烯修饰改性以提高电极的光利用率。具体工作如下:分别采用三步电化学阳极氧化法和一步电化学阳极氧化法制备了表面形貌均匀的Y型TiO2纳米管阵列（Y-Ti02NTs）和传统TiO2纳米管阵列（TiO2NTs）。通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）和X射线衍射（XRD）表征手段对样品的结构和形貌进行分析。表征结果表明:Y型TiO2纳米管阵列呈倒Y型垂直生长于钛基底表面,且均匀紧密排列,上层主纳米管管径约50 nm,管壁厚约10 nm,样品晶型为锐钛矿型;退火温度为450℃的传统TiO 2纳米管阵列排布紧密有序,管径约60nm,管壁... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 TiO_2光电催化技术的研究背景及进展
        1.1.1 引言
        1.1.2 TiO_2的晶型结构
        1.1.3 TiO_2光电催化作用机理
        1.1.4 TiO_2光电催化技术的研究进展
    1.2 TiO_2纳米管制备方法研究进展
        1.2.1 水热合成法
        1.2.2 模板合成法
        1.2.3 阳极氧化法
    1.3 TiO_2纳米管的改进技术
        1.3.1 贵金属沉积
        1.3.2 复合半导体
        1.3.3 掺杂
        1.3.4 染料敏化
    1.4 TiO_2光催化剂在废水处理中的应用
    1.5 研究目的及内容
        1.5.1 研究目的及意义
        1.5.2 研究内容
第2章 TiO_2纳米管的制备及其表征
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 主要材料与仪器
        2.2.2 钛片的预处理
        2.2.3 电化学阳极氧化法制备TiO_2纳米管电极
        2.2.4 TiO_2纳米管的退火处理
        2.2.5 TiO_2纳米管的表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 TiO_2纳米管的FESEM分析
        2.3.2 TiO_2纳米管的XRD分析
    2.4 本章小结
第3章 Y型TiO_2纳米管光电催化降解亚硝酸盐的研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 主要材料和仪器
        3.2.2 亚硝酸盐光电催化降解实验
        3.2.3 分析测试方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 不同光阳极光电催化降解亚硝酸盐性能比较
        3.3.2 Y型TiO_2纳米管电极光电催化降解亚硝酸盐的因素探讨
        3.3.3 亚硝酸盐降解机理研究
        3.3.4 降解效果与文献比较
    3.4 本章小结
第4章 Y型TiO_2纳米管光电催化降解抗生素的研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 主要材料和仪器
        4.2.2 抗生素光电催化降解实验
        4.2.3 分析测试方法
        4.2.4 标准曲线的绘制
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 溶液初始pH对降解抗生素的影响
        4.3.2 抗生素初始浓度对降解抗生素的影响
        4.3.3 无机离子对降解抗生素的影响
        4.3.4 紫外可见吸收光谱
    4.4 本章小结
第5章 石墨烯修饰TiO_2纳米管的制备及其对氨氮催化氧化性能研究
    5.1 前言
    5.2 实验部分
        5.2.1 主要材料和仪器
        5.2.2 石墨烯修饰Y型TiO_2纳米管电极的制备
        5.2.3 石墨烯修饰Y型TiO_2纳米管电极的表征
        5.2.4 光电催化实验
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 石墨烯修饰Y型TiO_2纳米管的表征分析
        5.3.2 不同电沉积循环圈数对rGO/Y-TiO_2NTs电极的光电流响应的影响
        5.3.3 rGO/Y-TiO_2NTs电极光电催化氧化氨氮
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 主要创新点
    6.3 展望
参考文献
作者简历及在学期间所取得的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于石墨烯电极的聚合物太阳能电池光学减反层的研究[J]. 李国龙,钟景明,王立惠,李进,何力军.  新能源进展. 2015(05)
[2]TiO2-rGO制备及其对亚甲基蓝溶液的降解[J]. 刘晶晶,宋存义,童震松.  环境工程学报. 2015(10)
[3]石墨烯薄膜修饰TiO2纳米管光电极制备及性能[J]. 程修文,刘惠玲,王璞,陈清华,张健.  哈尔滨工业大学学报. 2014(06)
[4]基于TiO2纳米管阵列的高效正面透光型染料敏化太阳能电池的制备及其光电性能（英文）[J]. 高素雯,兰章,吴晚霞,阙兰芳,吴季怀,林建明,黄妙良.  物理化学学报. 2014(03)
[5]卟啉锡敏化TiO2纳米管的光催化活性和光电性能[J]. 黄成,常婷,张越,康诗钊,李向清,穆劲.  无机化学学报. 2014(02)
[6]RGO/TiO2复合光催化剂的制备与光催化性能研究[J]. 苏明星,王卫,倪亚茹,陆春华.  化工新型材料. 2013(10)
[7]模板法制备中空结构材料的研究进展[J]. 鲍艳,杨永强,马建中.  无机材料学报. 2013(05)
[8]石墨烯复合材料的研究进展[J]. 匡达,胡文彬.  无机材料学报. 2013(03)
[9]金属氧化物（Fe2O3,CuO,NiO）改性对TiO2纳米管阵列光电催化活性的增强效应（英文）[J]. 丛燕青,李哲,王齐,张轶,徐谦,伏芳霞.  物理化学学报. 2012(06)
[10]阳极氧化法制备Y型TiO2纳米管[J]. 杨旭,曲轶,范翊,刘星元.  发光学报. 2012(03)

硕士论文
[1]复合氧化物（TiO2/SnO2）纳米管催化剂的制备及光催化气相有机物性能的研究[D]. 陈阳.浙江工业大学 2014



本文编号：3545064