镧—氮共掺杂TiO 2 纳米管催化剂的制备及光催化降解氯苯的研究

发布时间：2024-04-21 23:53

　　近年来,挥发性有机污染物对环境和人类造成的威胁越来越受到人们的关注,氯苯是重要的挥发性有机物,其危害尤为突出。由于苯环结构的稳定性,一般传统的生物法很难将其分解,同时其具备较强的疏水性,生物降解效率不高,使生物处理技术在这类污染物降解上存在瓶颈。为了能有效地解决这类问题,开发合理的预处理技术成为当前研究的热点。Ti02光催化技术具备催化活性高、稳定性好、氧化能力强、二次污染少等优势,能够将可生化性差、疏水性强、毒性高的污染物转化为可生化性强、亲水性强、毒性低的物质,大大减轻了后续生物处理的负荷。采用复合溶胶-凝胶和水热法并运用响应面中心组合法设计(BBD)实验,制备了镧氮共掺杂的Ti02纳米管催化剂,通过响应面软件分析获得最佳比例催化剂为1.33La/0.54N-Ti(0.52),结合方差分析,得出镧掺杂比、氮掺杂比、碳酸铵投加量三者均具有显著影响,而且氮掺杂比与碳酸铵投加量之间存在显著的交互作用。采用XRD、TEM、BET、UV-vis、FTIR对共掺杂Ti02进行表征,分析各种不同比例掺杂对催化剂结构的影响。所制备的催化剂具有纳米管结构(管径6-8nm),比表面积较大(395.5m...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 VOCs的定义及分类
        1.1.2 氯苯类化合物的物化性质
        1.1.3 氯苯类化合物污染现状及危害
        1.1.4 VOCs治理技术
    1.2 二氧化钛(TiO₂)光催化材料
        1.2.1 TiO₂能带结构和光催化机理
        1.2.2 TiO₂纳米管的制备方法
        1.2.3 TiO₂光催化剂的应用
        1.2.4 TiO₂光催化剂的改性
    1.3 选题的依据、内容和创新点
        1.3.1 选题的依据
        1.3.2 课题的目的、意义和来源
        1.3.3 研究内容
        1.3.4 课题创新点
第二章 材料与仪器
    2.1 实验材料与仪器设备
        2.1.1 实验试剂与原料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验装置
第三章 La-N共掺杂催化剂的制备与表征
    3.1 实验部分
        3.1.1 催化剂制备
        3.1.2 催化剂表征方法
    3.2 响应面法优化分析
        3.2.1 因素与氯苯转化率的模型建立
        3.2.2 交互作用分析
    3.3 不同比例镧氮共掺杂催化剂表征
        3.3.1 XRD表征
        3.3.2 TEM-EDX表征
        3.3.3 BET表征
        3.3.4 UV-vis表征
        3.3.5 FTIR表征
    3.4 本章小结
第四章 La/N共掺杂催化剂光催化性能
    4.1 实验方法
        4.1.1 标准曲线绘制
        4.1.2 光催化性能测试方法
    4.2 1.33La/0.54N-Ti(0.52)催化剂对氯苯光催化性能的研究
        4.2.1 工艺参数
        4.2.2 动力学分析
        4.2.3 催化剂再生
    4.3 本章小结
第五章 光催化转化机理及途径分析
    5.1 实验过程和分析方法
    5.2 氯苯光催化机理分析
        5.2.1 氯苯光催化中间产物机理分析
        5.2.2 氯苯光催化途径分析
    5.3 中间产物水溶性与毒性分析
    5.4 本章小结
第六章 结论和建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
致谢
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本文编号：3961631