TiO 2 /Ti催化剂改性及光电催化降解水中腐殖酸的研究
发布时间：2021-03-09 16:59
由于腐殖酸类有机物质分子量较大、结构复杂,其在水溶液中的存在一直是净水工业处理,特别是饮用水处理工程中的难题。利用光电催化降解手段消除有机污染物是近年发展起来的一项新技术,在常温常压下即可进行,不会产生二次污染,应用范围相当广泛。因其具有其它处理方法难以比拟的优越性,该技术也已成为国际上环境治理的前沿性研究课题,备受世界各国重视,因此,本文尝试将其用于去除水中腐殖酸的研究。本文针对阳极氧化法制备的TiO2/Ti催化剂的特点,对TiO2/Ti光电催化氧化体系中产生羟自由基规律进行了研究,建立了测定TiO2/Ti光电催化氧化体系产生羟自由基·OH浓度的系统,将阴离子交换膜引入TiO2/Ti光电催化氧化体系中,用Fe（phen）32+分光光度法测定体系中生成羟自由基·OH的累积浓度,同时对影响体系产生羟自由基·OH浓度的条件进行了优化。结果表明,引入阴离子交换膜后,用Fe（phen）32+分光光度法测定体系中生成羟自由基·OH的累积浓度是可行的,并将其作为测定改性TiO2/Ti催化剂...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
TiO2晶型结构示意图
哈尔滨工业大学工学博士学位论文电催化氧化原理化反应的效率易受溶液中溶解氧、无机电解质含量电子与空穴极易复合，导致光催化的效率降低，且没有得到解决。因此，提高 TiO2光催化剂的关键在复合几率。如果将固定后的 TiO2催化剂作为工作电电位的方法迫使光生电子向对电极方向移动，与光法被称为光电催化氧化方法，光电催化原理如图 1-源，以固定态 TiO2作阳极及工作电极， 铂作为对比电极，外加施加电压的恒电位仪组成反应体系。
a) b)图 1-4 由金属-半导体产生的 Schottky 能垒的原理和作用图a）原理图；b）作用图Fig.1-4 Theory and function diagram of Schottky barrierproduced by metal-semiconductor function diagrama) Theory diagram ；b) function diagram1.4.2.3 过渡金属离子掺杂 过渡金属掺杂对催化剂催化活性的影响非常复杂，与过渡金属的种类、掺杂浓度、掺杂工艺、目标污染物和具体的操作条件都有很大的关系[101,102]。 在国外，Choi 等[103]系统研究了 21 种金属离子掺杂对 TiO2光催化氧化氯仿和光催化还原四氯化碳的影响，发现在 TiO2晶格中掺杂 0.5%（质量百分比）的 Fe3+、Mo5+、Ru3+、Re5+、V4+和 Rh3+,都能够不同程度地提高 TiO2的催化活性，其中 Fe3+掺杂对 TiO2光催化活性增加最明显，四氯化碳的电子还原和氯仿的空穴氧化的量子效率分别提高 18 倍和15 倍。掺杂后的半导体经光照激发产生的电子和空穴存在的寿命延长，相应的增加了光反应活性。Yamashita 等[104]研究了 Fe3+掺杂对 TiO2在可见光下光催化活性的影响，结果表明，掺杂后在可见光下光催化效率提高，说明掺杂拓宽了吸收光谱范
【参考文献】：
期刊论文
[1]W/TiO2薄膜光催化性能的研究[J]. 张进福,候兴刚,张礼刚,胡燕,刘安东. 北京师范大学学报(自然科学版). 2007(01)
[2]N掺杂TiO2纳米晶:水热-热分解法制备及光催化活性[J]. 包南,孙剑,张锋,马志会,刘峰. 无机化学学报. 2007(01)
[3]玻璃负载TiO2膜光催化降解垃圾渗滤液的研究[J]. 刘春英,弓晓峰. 生态科学. 2006(04)
[4]纳米二氧化钛光催化剂处理印染废水的中试研究[J]. 赵洪,宋晓莉,刘锦平,张健. 工业水处理. 2006(07)
[5]离子交换膜综述[J]. 宋世红. 浙江国际海运职业技术学院学报. 2006(02)
[6]固态染料敏化二氧化钛纳晶薄膜太阳能电池的研究进展[J]. 林原,周晓文,肖绪瑞,李学萍,方世璧,王淼,王桂强,马玉涛,李敏玉,王理,杨雷. 科技导报. 2006(06)
[7]芴与噻吩共聚物敏化二氧化钛在可见光下的光催化活性[J]. 宋琳,仇荣亮,莫越奇,张冬冬,韦慧. 中山大学学报(自然科学版). 2006(03)
[8]胶州湾赤潮暴发水体中溶解有机物质荧光特征[J]. 季乃云,赵卫红,王江涛,崔鑫,苗辉. 环境科学. 2006(02)
[9]绿色环保的纳米二氧化钛水处理技术应用[J]. 任英莲. 机械管理开发. 2006(01)
[10]溶解有机质的三维荧光光谱特征研究[J]. 傅平青,刘丛强,吴丰昌. 光谱学与光谱分析. 2005(12)
博士论文
[1]微波辅助湿式空气氧化水中难降解有机物的研究[D]. 张耀斌.大连理工大学 2005
[2]水环境中的溶解有机质及其与金属离子的相互作用——荧光光谱学研究[D]. 傅平青.中国科学院研究生院（地球化学研究所） 2004
硕士论文
[1]光催化/微滤膜方法在腐殖酸降解中的应用[D]. 陶然.苏州大学 2004
本文编号：3073161
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
TiO2晶型结构示意图
哈尔滨工业大学工学博士学位论文电催化氧化原理化反应的效率易受溶液中溶解氧、无机电解质含量电子与空穴极易复合，导致光催化的效率降低，且没有得到解决。因此，提高 TiO2光催化剂的关键在复合几率。如果将固定后的 TiO2催化剂作为工作电电位的方法迫使光生电子向对电极方向移动，与光法被称为光电催化氧化方法，光电催化原理如图 1-源，以固定态 TiO2作阳极及工作电极， 铂作为对比电极，外加施加电压的恒电位仪组成反应体系。
a) b)图 1-4 由金属-半导体产生的 Schottky 能垒的原理和作用图a）原理图；b）作用图Fig.1-4 Theory and function diagram of Schottky barrierproduced by metal-semiconductor function diagrama) Theory diagram ；b) function diagram1.4.2.3 过渡金属离子掺杂 过渡金属掺杂对催化剂催化活性的影响非常复杂，与过渡金属的种类、掺杂浓度、掺杂工艺、目标污染物和具体的操作条件都有很大的关系[101,102]。 在国外，Choi 等[103]系统研究了 21 种金属离子掺杂对 TiO2光催化氧化氯仿和光催化还原四氯化碳的影响，发现在 TiO2晶格中掺杂 0.5%（质量百分比）的 Fe3+、Mo5+、Ru3+、Re5+、V4+和 Rh3+,都能够不同程度地提高 TiO2的催化活性，其中 Fe3+掺杂对 TiO2光催化活性增加最明显，四氯化碳的电子还原和氯仿的空穴氧化的量子效率分别提高 18 倍和15 倍。掺杂后的半导体经光照激发产生的电子和空穴存在的寿命延长，相应的增加了光反应活性。Yamashita 等[104]研究了 Fe3+掺杂对 TiO2在可见光下光催化活性的影响，结果表明，掺杂后在可见光下光催化效率提高，说明掺杂拓宽了吸收光谱范
【参考文献】：
期刊论文
[1]W/TiO2薄膜光催化性能的研究[J]. 张进福,候兴刚,张礼刚,胡燕,刘安东. 北京师范大学学报(自然科学版). 2007(01)
[2]N掺杂TiO2纳米晶:水热-热分解法制备及光催化活性[J]. 包南,孙剑,张锋,马志会,刘峰. 无机化学学报. 2007(01)
[3]玻璃负载TiO2膜光催化降解垃圾渗滤液的研究[J]. 刘春英,弓晓峰. 生态科学. 2006(04)
[4]纳米二氧化钛光催化剂处理印染废水的中试研究[J]. 赵洪,宋晓莉,刘锦平,张健. 工业水处理. 2006(07)
[5]离子交换膜综述[J]. 宋世红. 浙江国际海运职业技术学院学报. 2006(02)
[6]固态染料敏化二氧化钛纳晶薄膜太阳能电池的研究进展[J]. 林原,周晓文,肖绪瑞,李学萍,方世璧,王淼,王桂强,马玉涛,李敏玉,王理,杨雷. 科技导报. 2006(06)
[7]芴与噻吩共聚物敏化二氧化钛在可见光下的光催化活性[J]. 宋琳,仇荣亮,莫越奇,张冬冬,韦慧. 中山大学学报(自然科学版). 2006(03)
[8]胶州湾赤潮暴发水体中溶解有机物质荧光特征[J]. 季乃云,赵卫红,王江涛,崔鑫,苗辉. 环境科学. 2006(02)
[9]绿色环保的纳米二氧化钛水处理技术应用[J]. 任英莲. 机械管理开发. 2006(01)
[10]溶解有机质的三维荧光光谱特征研究[J]. 傅平青,刘丛强,吴丰昌. 光谱学与光谱分析. 2005(12)
博士论文
[1]微波辅助湿式空气氧化水中难降解有机物的研究[D]. 张耀斌.大连理工大学 2005
[2]水环境中的溶解有机质及其与金属离子的相互作用——荧光光谱学研究[D]. 傅平青.中国科学院研究生院（地球化学研究所） 2004
硕士论文
[1]光催化/微滤膜方法在腐殖酸降解中的应用[D]. 陶然.苏州大学 2004
本文编号：3073161
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