纳米二氧化钛光催化机理及其新型COD测定方法与仪器的研究

发布时间：2020-07-23 14:55

【摘要】：环境污染问题已经成为当前中国发展中的一个重大问题，水质的污染是环境污染的一大方面，污水是否达到排放标准由污水的污染指数决定，其中最重要的指标是污水的化学需氧量(COD)值。目前在工业和环境监测部门COD的检测方法仍沿用重铬酸钾滴定法和库仑法，但上述方法存在分析时间长、操作过程繁琐、测定准确度差、易带来二次污染等缺点。因此，需要建立新的方法以满足监测水体中的污染物，特别是用于监督工业污水排放的要求。新方法必须快速、准确、对环境友好，并能提高现有方法的灵敏度和使用范围。纳米TiO_2光催化作为一种高级氧化技术可将水中有机污染物完全光催化降解为H_2O和CO_2，因此光催化在有机污染物降解方面具有降解效率高、无二次污染等优点而受到人们的广泛关注，在环境监测方面显示出广阔的应用前景。然而，纳米WiO_2光催化在应用上还存在许多问题，如催化剂悬浮体系存在的难回收、易中毒等缺点；光生电子和空穴极易复合而导致光催化效率低；对太阳能的利用率低，光催化方法单一等，这些限制了其在环境分析方面的应用。鉴于以上存在的问题，本论文开展了以下几个方面的工作：(1)将催化剂固定化解决悬浮体系存在的问题；(2)采用光电催化技术提高光催化效率；(3)以钛片为基体制备比表面积大催化活性更高的WiO_2纳米管电极来提高光催化效率：(4)制备QDs-CdS敏化的TiO_2复合薄膜，扩展了TiO_2在可见光区的吸收，并提高了光催化效率。在解决上述问题的同时，研究了纳米TiO_2光催化的机理，并在此基础上建立了快速、操作方便、灵敏度高、应用范围广的测定COD的新方法，并研制了COD快速光分析仪，从而拓展了光催化在COD测定中的应用。本论文是国家自然科学基金项目和上海市科委重点项目的部分内容。全文共分五个部分： Ⅰ．绪论(第一章) 本部分内容分为纳米二氧化钛材料的光催化机理研究及应用、半导体量子点及其应用以及化学需氧量的检测现状与发展三个部分。并对这些领域方面的研究与进展作了综述。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X832
【图文】：

光催化反应器,紫外灯,电位值

2..22实验方法在5.0x10一mol几漠酸钾溶液中加入需要量的纳米二氧化钦粉体，和一定COD值的标准溶液，置于浸没式反应器中，恒温搅拌，反应装置如图2.1所示。反应溶液总体积为40mL，反应体系的pH值用适当浓度的硫酸或氢氧化钾溶液调至规定值。光照反应10分钟后，加lmL的5mol几NNaO:调节溶液的离子强度，然后直接插入Br一离子选择性电极和参比电极(本实验中使用的是饱和甘汞电极)，待稳定后测定Bf电位值，以标准COD值的对数与对应Br一电位变化值△E(△E一El一E0，E0空白测得的Br一电位值，El光催化后测得的Br一电位值)

光催化氧化反应器,石英玻璃管

图11光催化氧化反应器Fig.3.1DiagramofPhotoeataylticeractorl一制备有纳米TIOZ膜的石英玻璃管;2一反应器;3一搅;;

AFM图,纳米,协同体系,光催化氧化

图.32纳米TIO:膜的AFM图Figuer3.2AFMimageofnano一Ti02film.2纳米TioZ·Ce(504):协同体系光催化氧化测定Con的机理

【引证文献】