SiO 2 /TiO 2 复合气凝胶的制备及对胶印油墨废水处理的研究
发布时间：2021-02-03 12:05
随着印刷技术的不断发展,印刷行业废水的排放量与日俱增、成分复杂、难以生化降解等问题越发严重,因而开发一种经济、高效的废水处理方式便成为了研究的热点。光催化氧化法是近年来盛行的绿色水处理方法,可将其用于处理印刷废水。而二氧化钛以其无毒、价廉、光催化性能优良而作为常用的绿色光催化剂。二氧化硅气凝胶是一种具有高比表面积、多孔等优质性能的材料,可以作为良好的催化剂载体。本文采用溶胶凝胶法和常压干燥法制备了二氧化硅/二氧化钛复合气凝胶,不仅具有二氧化钛的光催化活性,也克服了二氧化钛粉末难以分离回收、成本高等问题,并以此作为复合光催化剂来处理胶印油墨废水,结果发现这种光催化剂可以显著降低废水的COD和色度,且可回收再利用。具体研究内容如下:（1）二氧化硅/二氧化钛复合气凝胶的制备以钛酸丁酯（TBT）和正硅酸乙酯（TEOS）分别作为钛源和硅源,正硅酸乙酯和三甲基氯硅烷作为表面改性剂,正己烷作为低表面张力溶剂,各主要原料配比为:n（TBT）:n（TEOS）:n（Et OH）:n（HAC）:n（H2O）:n（H+）:n（DMF）=1:1:20:2:6:1×10-3:0.2,制备得到了Si O2/TiO2...
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 前言
1.1 引言
1.2 印刷油墨废水的来源与特性
1.2.1 胶印油墨废水的来源
1.2.2 胶印油墨废水的特点
1.3 胶印油墨废水处理的国内外研究进展
1.3.1 直接排放
1.3.2 稀释排放
1.3.3 焚烧、外运或深埋
1.3.4 物理法
1.3.5 化学法
1.3.6 生物法
1.3.7 高级氧化法
1.4 二氧化钛研究进展
1.4.1 二氧化钛概述
1.4.2 二氧化钛光催化氧化反应原理
1.4.3 二氧化钛的应用
1.4.4 二氧化钛的制备及改进方法
1.5 气凝胶概况
2气凝胶概况"> 1.5.1 SiO2气凝胶概况
1.5.2 气凝胶的制备方法
1.5.3 二氧化硅二氧化钛复合气凝胶研究进展
1.5.4 气凝胶的应用
1.6 课题研究内容、意义及创新点
1.6.1 论文研究内容
1.6.2 课题研究意义及创新点
2/TiO2复合气凝胶的制备及表征">2 SiO2/TiO2复合气凝胶的制备及表征
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料和仪器
2.2.2 结构表征
2.2.3 实验步骤
2/TiO2复合气凝胶的制备过程研究"> 2.2.4 SiO2/TiO2复合气凝胶的制备过程研究
2.2.4.1 滴加速度的影响
2.2.4.2 无水乙醇用量对气凝胶的影响
2.2.4.3 水的用量对气凝胶的影响
2.2.4.4 催化剂对气凝胶的影响
2.2.4.5 N,N-二甲基甲酰胺对气凝胶的影响
2.2.4.6 反应温度及时间对气凝胶的影响
2.2.4.7 复合醇凝胶的老化处理
2.2.4.8 表面改性剂的作用
2.2.4.9 低表面张力溶剂的影响
2-TiO2复合气凝胶的干燥"> 2.3 SiO2-TiO2复合气凝胶的干燥
2.3.1 凝胶干燥过程中的不同阶段
2.3.2 凝胶干燥过程中的应力
2.3.3 干燥方法
2.3.3.1 超临界干燥
2.3.3.2 冷冻干燥
2.3.3.3 常压干燥
2.4 制备的复合气凝胶的样品表征
2.5 不同硅含量对复合气凝胶物化性能的影响
2.5.1 不同硅含量对复合气凝胶密度的影响
2.5.2 不同硅含量对复合气凝胶物理性能的影响
2.5.3 不同硅含量的复合气凝胶的SEM表征
2.6 不同煅烧温度对复合气凝胶的影响
2.6.1 不同煅烧温度对复合气凝胶比表面积的影响
2.6.2 不同煅烧温度下复合气凝胶的SEM表征
2.6.3 不同煅烧温度下复合气凝胶的XRD表征
2.7 本章小结
2/TiO2复合气凝胶处理胶印油墨废水的研究">3 SiO2/TiO2复合气凝胶处理胶印油墨废水的研究
3.1 引言
3.2 二氧化钛自身性质对光催化效率的影响
3.2.1 二氧化钛晶型及晶粒的大小
3.2.2 二氧化钛煅烧过程的影响
3.3 胶印油墨废水的检测
3.3.1 检测方法
3.3.2 光催化反应装置
3.4 实验部分
3.4.1 实验药品和仪器
3.4.2 胶印油墨废水预处理
3.4.3 胶印油墨废水的深度处理
3.5 结果和讨论
3.5.1 混凝法对胶印油墨废水的预处理
3.5.2 光催化氧化法处理胶印油墨废水的各影响因素
3.5.2.1 光源对光催化降解胶印油墨废水的影响
2/TiO2复合光催化剂的煅烧温度对降解胶印油墨废水的影响"> 3.5.2.2 SiO2/TiO2复合光催化剂的煅烧温度对降解胶印油墨废水的影响
3.5.2.3 催化剂投加量对光催化氧化处理胶印油墨废水的影响
3.5.2.4 反应时间对光催化降解胶印油墨废水的影响
3.5.2.5 pH对光催化降解胶印油墨废水的研究
2/TiO2复合光催化剂的重复使用率研究"> 3.6 SiO2/TiO2复合光催化剂的重复使用率研究
3.7 本章小结
4 结论与展望
4.1 结论
4.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]活性炭负载I-TiO2对气体中甲苯的吸附[J]. 秦亚菲,陈杰,刘瑶,杨朕,杨维本,王玉萍. 环境工程学报. 2016(12)
[2]二氧化钛的制备及光催化性能研究[J]. 谢贤,黄桂东,郝燕萍,卓建东,王泽勋. 北京印刷学院学报. 2016(04)
[3]混凝-生化工艺处理油墨和胶浆废水工程实例[J]. 蔡丽云,王佳嘉. 给水排水. 2016(05)
[4]光催化降解有机磷农药研究[J]. 王波. 当代化工. 2016(04)
[5]混凝-絮凝工艺处理水性油墨废水[J]. 张金朝,张文晖. 中国造纸. 2016(03)
[6]单分散介孔TiO2微球的溶胶-凝胶法制备及其光催化性能[J]. 杨立荣,刘志刚,张丽,封孝信,王春梅. 硅酸盐学报. 2016(01)
[7]稀土复合吸附絮凝剂对印染废水的处理研究[J]. 董亚梅,王婷,万晓佳,何丹农. 环境科学与技术. 2015(09)
[8]混凝-热固化-微电解法处理高浓度水性油墨废水[J]. 王顺,柳荣展,张宾,张妍青,张端振,张尚一. 水处理技术. 2015(04)
[9]多孔TiO2层厚度对钙钛矿太阳能电池性能的影响[J]. 朱立峰,石将建,李冬梅,孟庆波. 化学学报. 2015(03)
[10]老化条件对SiO2-TiO2复合气凝胶光催化性能的影响[J]. 朱美玲,戴洪义,于春玲. 大连工业大学学报. 2014(05)
博士论文
[1]纳米多孔SiO2、Al2O3气凝胶及其高效隔热复合材料研究[D]. 高庆福.国防科学技术大学 2009
硕士论文
[1]改性TiO2纳米管阵列光催化抑制青霉菌研究[D]. 李园.华南农业大学 2016
[2]微滤—反渗透双膜法处理回用印刷电路板酸性清洗废水的中试研究[D]. 顾兴旺.复旦大学 2014
[3]二氧化钛光催化材料的研究及在造纸废水处理中的应用[D]. 娄季攀.浙江理工大学 2014
[4]染料光敏化TiO2及赤铁矿光电催化氧化As（Ⅲ）[D]. 朱红乔.浙江大学 2014
[5]混凝沉淀—厌氧—好氧组合工艺处理水性油墨生产废水的研究与应用[D]. 余保财.南昌大学 2011
[6]管式电反应器处理水性油墨废水的研究[D]. 陈钰.浙江工业大学 2011
[7]TiO2/SiO2复合气凝胶的制备及表征[D]. 冷小威.大连工业大学 2010
[8]超声波强化处理油墨废水的研究[D]. 秦艳.中南大学 2009
[9]水性油墨废水处理技术的研究[D]. 廖绍华.西北农林科技大学 2008
[10]表面光敏化TiO2/Ti光电极光电催化氧化水中甲草胺研究[D]. 刘春慧.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3016470
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 前言
1.1 引言
1.2 印刷油墨废水的来源与特性
1.2.1 胶印油墨废水的来源
1.2.2 胶印油墨废水的特点
1.3 胶印油墨废水处理的国内外研究进展
1.3.1 直接排放
1.3.2 稀释排放
1.3.3 焚烧、外运或深埋
1.3.4 物理法
1.3.5 化学法
1.3.6 生物法
1.3.7 高级氧化法
1.4 二氧化钛研究进展
1.4.1 二氧化钛概述
1.4.2 二氧化钛光催化氧化反应原理
1.4.3 二氧化钛的应用
1.4.4 二氧化钛的制备及改进方法
1.5 气凝胶概况
2气凝胶概况"> 1.5.1 SiO2气凝胶概况
1.5.2 气凝胶的制备方法
1.5.3 二氧化硅二氧化钛复合气凝胶研究进展
1.5.4 气凝胶的应用
1.6 课题研究内容、意义及创新点
1.6.1 论文研究内容
1.6.2 课题研究意义及创新点
2/TiO2复合气凝胶的制备及表征">2 SiO2/TiO2复合气凝胶的制备及表征
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料和仪器
2.2.2 结构表征
2.2.3 实验步骤
2/TiO2复合气凝胶的制备过程研究"> 2.2.4 SiO2/TiO2复合气凝胶的制备过程研究
2.2.4.1 滴加速度的影响
2.2.4.2 无水乙醇用量对气凝胶的影响
2.2.4.3 水的用量对气凝胶的影响
2.2.4.4 催化剂对气凝胶的影响
2.2.4.5 N,N-二甲基甲酰胺对气凝胶的影响
2.2.4.6 反应温度及时间对气凝胶的影响
2.2.4.7 复合醇凝胶的老化处理
2.2.4.8 表面改性剂的作用
2.2.4.9 低表面张力溶剂的影响
2-TiO2复合气凝胶的干燥"> 2.3 SiO2-TiO2复合气凝胶的干燥
2.3.1 凝胶干燥过程中的不同阶段
2.3.2 凝胶干燥过程中的应力
2.3.3 干燥方法
2.3.3.1 超临界干燥
2.3.3.2 冷冻干燥
2.3.3.3 常压干燥
2.4 制备的复合气凝胶的样品表征
2.5 不同硅含量对复合气凝胶物化性能的影响
2.5.1 不同硅含量对复合气凝胶密度的影响
2.5.2 不同硅含量对复合气凝胶物理性能的影响
2.5.3 不同硅含量的复合气凝胶的SEM表征
2.6 不同煅烧温度对复合气凝胶的影响
2.6.1 不同煅烧温度对复合气凝胶比表面积的影响
2.6.2 不同煅烧温度下复合气凝胶的SEM表征
2.6.3 不同煅烧温度下复合气凝胶的XRD表征
2.7 本章小结
2/TiO2复合气凝胶处理胶印油墨废水的研究">3 SiO2/TiO2复合气凝胶处理胶印油墨废水的研究
3.1 引言
3.2 二氧化钛自身性质对光催化效率的影响
3.2.1 二氧化钛晶型及晶粒的大小
3.2.2 二氧化钛煅烧过程的影响
3.3 胶印油墨废水的检测
3.3.1 检测方法
3.3.2 光催化反应装置
3.4 实验部分
3.4.1 实验药品和仪器
3.4.2 胶印油墨废水预处理
3.4.3 胶印油墨废水的深度处理
3.5 结果和讨论
3.5.1 混凝法对胶印油墨废水的预处理
3.5.2 光催化氧化法处理胶印油墨废水的各影响因素
3.5.2.1 光源对光催化降解胶印油墨废水的影响
2/TiO2复合光催化剂的煅烧温度对降解胶印油墨废水的影响"> 3.5.2.2 SiO2/TiO2复合光催化剂的煅烧温度对降解胶印油墨废水的影响
3.5.2.3 催化剂投加量对光催化氧化处理胶印油墨废水的影响
3.5.2.4 反应时间对光催化降解胶印油墨废水的影响
3.5.2.5 pH对光催化降解胶印油墨废水的研究
2/TiO2复合光催化剂的重复使用率研究"> 3.6 SiO2/TiO2复合光催化剂的重复使用率研究
3.7 本章小结
4 结论与展望
4.1 结论
4.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]活性炭负载I-TiO2对气体中甲苯的吸附[J]. 秦亚菲,陈杰,刘瑶,杨朕,杨维本,王玉萍. 环境工程学报. 2016(12)
[2]二氧化钛的制备及光催化性能研究[J]. 谢贤,黄桂东,郝燕萍,卓建东,王泽勋. 北京印刷学院学报. 2016(04)
[3]混凝-生化工艺处理油墨和胶浆废水工程实例[J]. 蔡丽云,王佳嘉. 给水排水. 2016(05)
[4]光催化降解有机磷农药研究[J]. 王波. 当代化工. 2016(04)
[5]混凝-絮凝工艺处理水性油墨废水[J]. 张金朝,张文晖. 中国造纸. 2016(03)
[6]单分散介孔TiO2微球的溶胶-凝胶法制备及其光催化性能[J]. 杨立荣,刘志刚,张丽,封孝信,王春梅. 硅酸盐学报. 2016(01)
[7]稀土复合吸附絮凝剂对印染废水的处理研究[J]. 董亚梅,王婷,万晓佳,何丹农. 环境科学与技术. 2015(09)
[8]混凝-热固化-微电解法处理高浓度水性油墨废水[J]. 王顺,柳荣展,张宾,张妍青,张端振,张尚一. 水处理技术. 2015(04)
[9]多孔TiO2层厚度对钙钛矿太阳能电池性能的影响[J]. 朱立峰,石将建,李冬梅,孟庆波. 化学学报. 2015(03)
[10]老化条件对SiO2-TiO2复合气凝胶光催化性能的影响[J]. 朱美玲,戴洪义,于春玲. 大连工业大学学报. 2014(05)
博士论文
[1]纳米多孔SiO2、Al2O3气凝胶及其高效隔热复合材料研究[D]. 高庆福.国防科学技术大学 2009
硕士论文
[1]改性TiO2纳米管阵列光催化抑制青霉菌研究[D]. 李园.华南农业大学 2016
[2]微滤—反渗透双膜法处理回用印刷电路板酸性清洗废水的中试研究[D]. 顾兴旺.复旦大学 2014
[3]二氧化钛光催化材料的研究及在造纸废水处理中的应用[D]. 娄季攀.浙江理工大学 2014
[4]染料光敏化TiO2及赤铁矿光电催化氧化As（Ⅲ）[D]. 朱红乔.浙江大学 2014
[5]混凝沉淀—厌氧—好氧组合工艺处理水性油墨生产废水的研究与应用[D]. 余保财.南昌大学 2011
[6]管式电反应器处理水性油墨废水的研究[D]. 陈钰.浙江工业大学 2011
[7]TiO2/SiO2复合气凝胶的制备及表征[D]. 冷小威.大连工业大学 2010
[8]超声波强化处理油墨废水的研究[D]. 秦艳.中南大学 2009
[9]水性油墨废水处理技术的研究[D]. 廖绍华.西北农林科技大学 2008
[10]表面光敏化TiO2/Ti光电极光电催化氧化水中甲草胺研究[D]. 刘春慧.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3016470
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