可见光驱动的银系异质功能材料制备及在水中三苯甲烷类染料处理中的应用
发布时间：2023-03-29 17:29
人类对色彩的不断追求,使得有机染料的产量正在逐年增加。据调查,在染料的生产和使用过程中约有10%-15%的染料随废水排入环境,进入环境中的染料将不可避免地造成水体污染,从而对人类和生态健康产生潜在威胁。面对日益严峻的水污染问题,当务之急是采取有效措施去除印染废水和自然水体中的染料。传统的染料废水处理技术在深度降解、成本控制、无害化处理等方面仍难以令人满意,因此亟需要开发一种绿色高效的染料废水处理技术。本论文以处理使用量为第三大的染料品种三苯甲烷类染料为目标,选择三种典型的三苯甲烷类染料碱性红、孔雀石绿、结晶紫作为目标污染物,建立了 AgBr-Ag3PO4/MWCNTs可见光催化,Ag3VO4/g-C3N4可见光催化,Ag3VO4/BiOI吸附-可见光催化去除水中三苯甲烷类染料的方法。这些基于银系异质功能材料的处理方法成本低、污染小、简单易操作,同时实现了对水中三苯甲烷类染料的高效去除。采用沉淀法将AgBr-Ag3PO4复合光催化剂负载在MWCNTs上,合成了可见光驱动的AgBr-Ag3PO4/MWCNTs异质功能材料,并将其应用于碱性红染料水溶液的处理中。使用浓度为1 g/L的AgBr...
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 三苯甲烷类染料的污染及危害
1.1.2 三苯甲烷类染料废水的处理方法
1.2 光催化技术
1.2.1 光催化剂及反应机理
1.2.2 光催化活性物种
1.2.3 光催化反应活性的影响因素
1.2.4 反应物在光催化剂上的吸附行为
1.2.5 光催化反应动力学方程
1.3 光催化技术降解三苯甲烷类染料的研究现状
1.3.1 二氧化钛降解三苯甲烷类染料
1.3.2 氧化锌降解三苯甲烷类染料
1.3.3 硫化物光催化材料降解三苯甲烷类染料
1.3.4 铋系光催化材料降解三苯甲烷类染料
1.4 本论文研究的目的、意义与主要内容
1.4.1 本论文研究的目的和意义
1.4.2 主要研究内容
参考文献
第二章 实验部分
2.1 主要试剂及仪器
2.1.1 主要试剂
2.1.2 主要实验设备
2.2 样品的制备
2.2.1 AgBr-Ag3PO4/MWCNTs异质可见光催化剂制备
2.2.2 Ag3VO4/g-C3N4异质可见光催化材料制备
2.2.3 Ag3VO4/BiOI吸附-可见光催化双功能材料制备
2.3 光催化材料表征
2.3.1 X射线衍射测试(XRD)
2.3.2 扫描电子显微镜测试(SEM/FSEM)
2.3.3 透射电子显微镜测试(TEM)
2.3.4 傅里叶变换红外光谱测试(FTIR)
2.3.5 X射线光电子能谱测试(XPS)
2.3.6 比表面积及孔径分布测试
2.3.7 紫外-可见漫反射光谱测试(UV-Vis DRS)
2.3.8 荧光光谱测试(PL)
2.3.9 光电流测试
2.3.10 催化剂零电点测定
2.4 光催化反应设备及样品性能测试
2.4.1 实验设备
2.4.2 样品性能测试
2.5 样品前处理与分析
2.5.1 催化剂颗粒与染料分离
2.5.2 染料浓度分析
2.5.3 总有机碳分析(TOC)
2.5.4 溶液pH测定
2.5.5 染料光催化降解中间产物分析
参考文献
第三章 AgBr-Ag3PO4/MWCNTs异质功能材料可见光催化降解碱性红
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 主要试剂与仪器
3.2.2 样品的制备
3.2.3 材料的表征
3.2.4 实验方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料的晶型特征
3.3.2 形貌特征
3.3.3 表面元素成分分析
3.3.4 样品的光催化性能测试
3.3.5 光催化剂活性增强的机理
3.3.6 光催化活性物种分析
3.3.7 中间产物鉴定
3.3.8 反应路径推测
3.4 本章小结
参考文献
第四章 Ag3VO4/g-C3N4异质功能材料可见光催化降解碱性红、孔雀石绿和结晶紫
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 主要试剂与仪器
4.2.2 样品的制备
4.2.3 材料的表征
4.2.4 实验方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 形貌特征
4.3.2 物相分析
4.3.3 红外光谱分析
4.3.4 XPS光电子能谱分析
4.3.5 UV-Vis DRS分析
4.3.6 样品的可见光催化性能测试
4.3.7 光催化剂活性增强的机理
4.3.8 荧光光谱分析
4.3.9 光催化活性物种分析
4.4 本章小结
参考文献
第五章 Ag3VO4/BiOI异质材料吸附-可见光催化去除水中碱性红、孔雀石绿和结晶紫
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 主要试剂与仪器
5.2.2 样品的制备
5.2.3 材料的表征
5.2.4 实验方法
5.2.5 功函数的计算方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 物相分析
5.3.2 形貌分析
5.3.3 红外光谱分析
5.3.4 XPS分析
5.3.5 吸附-脱附等温线
5.3.6 UV-Vis DRS分析
5.3.7 吸附-可见光催化反应
5.3.8 吸附动力学曲线
5.3.9 吸附机理
5.3.10 可见光催化活性增强的机理
5.4 本章小结
参考文献
第六章 结论、创新点与展望
6.1 结论
6.2 论文主要的创新点
6.3 存在的问题及展望
攻读博士学位期间主要成果
致谢
本文编号：3774169
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 三苯甲烷类染料的污染及危害
1.1.2 三苯甲烷类染料废水的处理方法
1.2 光催化技术
1.2.1 光催化剂及反应机理
1.2.2 光催化活性物种
1.2.3 光催化反应活性的影响因素
1.2.4 反应物在光催化剂上的吸附行为
1.2.5 光催化反应动力学方程
1.3 光催化技术降解三苯甲烷类染料的研究现状
1.3.1 二氧化钛降解三苯甲烷类染料
1.3.2 氧化锌降解三苯甲烷类染料
1.3.3 硫化物光催化材料降解三苯甲烷类染料
1.3.4 铋系光催化材料降解三苯甲烷类染料
1.4 本论文研究的目的、意义与主要内容
1.4.1 本论文研究的目的和意义
1.4.2 主要研究内容
参考文献
第二章 实验部分
2.1 主要试剂及仪器
2.1.1 主要试剂
2.1.2 主要实验设备
2.2 样品的制备
2.2.1 AgBr-Ag3PO4/MWCNTs异质可见光催化剂制备
2.2.2 Ag3VO4/g-C3N4异质可见光催化材料制备
2.2.3 Ag3VO4/BiOI吸附-可见光催化双功能材料制备
2.3 光催化材料表征
2.3.1 X射线衍射测试(XRD)
2.3.2 扫描电子显微镜测试(SEM/FSEM)
2.3.3 透射电子显微镜测试(TEM)
2.3.4 傅里叶变换红外光谱测试(FTIR)
2.3.5 X射线光电子能谱测试(XPS)
2.3.6 比表面积及孔径分布测试
2.3.7 紫外-可见漫反射光谱测试(UV-Vis DRS)
2.3.8 荧光光谱测试(PL)
2.3.9 光电流测试
2.3.10 催化剂零电点测定
2.4 光催化反应设备及样品性能测试
2.4.1 实验设备
2.4.2 样品性能测试
2.5 样品前处理与分析
2.5.1 催化剂颗粒与染料分离
2.5.2 染料浓度分析
2.5.3 总有机碳分析(TOC)
2.5.4 溶液pH测定
2.5.5 染料光催化降解中间产物分析
参考文献
第三章 AgBr-Ag3PO4/MWCNTs异质功能材料可见光催化降解碱性红
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 主要试剂与仪器
3.2.2 样品的制备
3.2.3 材料的表征
3.2.4 实验方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料的晶型特征
3.3.2 形貌特征
3.3.3 表面元素成分分析
3.3.4 样品的光催化性能测试
3.3.5 光催化剂活性增强的机理
3.3.6 光催化活性物种分析
3.3.7 中间产物鉴定
3.3.8 反应路径推测
3.4 本章小结
参考文献
第四章 Ag3VO4/g-C3N4异质功能材料可见光催化降解碱性红、孔雀石绿和结晶紫
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 主要试剂与仪器
4.2.2 样品的制备
4.2.3 材料的表征
4.2.4 实验方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 形貌特征
4.3.2 物相分析
4.3.3 红外光谱分析
4.3.4 XPS光电子能谱分析
4.3.5 UV-Vis DRS分析
4.3.6 样品的可见光催化性能测试
4.3.7 光催化剂活性增强的机理
4.3.8 荧光光谱分析
4.3.9 光催化活性物种分析
4.4 本章小结
参考文献
第五章 Ag3VO4/BiOI异质材料吸附-可见光催化去除水中碱性红、孔雀石绿和结晶紫
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 主要试剂与仪器
5.2.2 样品的制备
5.2.3 材料的表征
5.2.4 实验方法
5.2.5 功函数的计算方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 物相分析
5.3.2 形貌分析
5.3.3 红外光谱分析
5.3.4 XPS分析
5.3.5 吸附-脱附等温线
5.3.6 UV-Vis DRS分析
5.3.7 吸附-可见光催化反应
5.3.8 吸附动力学曲线
5.3.9 吸附机理
5.3.10 可见光催化活性增强的机理
5.4 本章小结
参考文献
第六章 结论、创新点与展望
6.1 结论
6.2 论文主要的创新点
6.3 存在的问题及展望
攻读博士学位期间主要成果
致谢
本文编号：3774169
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