改性的钙钛矿型层状K 2 La 2 Ti 3 O 10 模拟太阳光催化降解氯苯的研究

发布时间：2024-06-28 05:08

　　氯苯属于卤代芳香族化合物中的一种,它使用广泛,可用于很多有机材料中间体的合成。虽然氯苯具有广泛的用途,但因其具有沸点低、常温常压下容易挥发且在环境中持久、不易降解等特征,会对水体、土壤和大气造成严重污染。同时,氯苯类化合物在人体内不断地累积,会对人体健康造成极大危害。而传统的去除氯苯的方法如好氧、厌氧微生物法、还原法及超声氧化法等对氯苯均不能有效地降解去除。为此,本文围绕利用模拟太阳光催化降解去除氯苯进行研究,并对改性后催化剂的活性进行探讨。采用溶胶-凝胶法制备钙钛矿型层状催化剂K2La2Ti3O10,并对催化剂的制备条件进行探讨。研究得出,通过溶胶-凝胶法可以成功制备出目标催化剂。当煅烧温度为950℃,煅烧时间为2 h时,催化剂的活性最高,光照180 min后氯苯的降解率可到达38.0%。通过离子交换法对催化剂进行改性。对于催化剂Fe3+/K2La2Ti3O10,最佳制备条件为离子交换浓度0.15 mol/L,交换温度60℃以及煅烧温度500℃,此时氯苯降解率可达到49.1%。对于催化剂Cu2+/K2La2Ti3O10,当离子交换浓度为0.10 mol/L,交换温度为20℃以及煅烧温...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 氯苯的应用
        1.1.2 氯苯的危害
    1.2 去除氯苯的几种方法及存在的问题
        1.2.1 好氧微生物法
        1.2.2 厌氧微生物法
        1.2.3 还原法
        1.2.4 超声化学氧化法
        1.2.5 电催化氧化法
        1.2.6 光催化氧化法
    1.3 光催化剂的发展现状
        1.3.1 光催化反应原理
        1.3.2 K₂La₂Ti₃O₁₀催化剂的制备方法
        1.3.3 提高K₂La₂Ti₃O₁₀可见光催化活性的途径
        1.3.4 离子交换改性K₂La₂Ti₃O₁₀的研究现状
        1.3.5 影响K₂La₂Ti₃O₁₀光催化活性的主要因素
    1.4 课题研究目的和意义
    1.5 课题研究的内容
    1.6 技术路线图
第2章 实验材料与方法
    2.1 化学试剂与实验仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 光催化实验装置
    2.3 实验操作
        2.3.1 K₂La₂Ti₃O₁₀催化剂的制备
        2.3.2 光催化实验操作步骤
        2.3.3 氯苯的检测方法
        2.3.4 光催化活性评价方法
    2.4 催化剂的表征方法
        2.4.1 催化剂XRD表征
        2.4.2 紫外-可见漫反射光谱
        2.4.3 催化剂的BET表征
第3章 K₂La₂Ti₃O₁₀催化剂的制备与性能研究
    3.1 K₂La₂Ti₃O₁₀的结构及性能
        3.1.1 K₂La₂Ti₃O₁₀的结构
        3.1.2 K₂La₂Ti₃O₁₀前驱体的热重分析
        3.1.3 K₂La₂Ti₃O₁₀的XRD表征
        3.1.4 K₂La₂Ti₃O₁₀的Uv-vis表征
    3.2 K₂La₂Ti₃O₁₀催化剂制备条件的优化
        3.2.1 空白对照实验
        3.2.2 煅烧温度对K₂La₂Ti₃O₁₀催化活性的影响
        3.2.3 煅烧时间对K₂La₂Ti₃O₁₀催化活性的影响
    3.3 本章小结
第4章 离子交换改性K₂La₂Ti₃O₁₀催化剂的研究
    4.1 金属离子交换改性的K₂La₂Ti₃O10

    4.2 Fe3+离子交换改性的K₂La₂Ti₃O₁₀

        4.2.1 Fe³⁺离子浓度对催化活性的影响
        4.2.2 Fe³⁺离子交换温度对催化活性的影响
        4.2.3 Fe³⁺/K₂La₂Ti₃O₁₀的煅烧温度对催化活性的影响
        4.2.4 Fe³⁺/K₂La₂Ti₃O₁₀的离子交换时间对催化活性的影响
    4.3 Cu2+离子交换改性的K₂La₂Ti₃O₁₀

        4.3.1 Cu²⁺离子浓度对催化活性的影响
        4.3.2 Cu²⁺离子交换温度对催化活性的影响
        4.3.3 Cu²⁺/K₂La₂Ti₃O₁₀的煅烧温度对催化活性的影响
        4.3.4 Cu²⁺/K₂La₂Ti₃O₁₀的离子交换时间对催化活性的影响
    4.4 H+离子交换改性的K₂La₂Ti₃O₁₀

        4.4.1 催化剂H₂La₂Ti₃O₁₀的制备
        4.4.2 酸化时间对催化剂光催化活性的影响
    4.5 不同催化剂对气相氯苯的吸附
    4.6 本章小结
第5章 反应条件与反应动力学研究
    5.1 反应条件对氯苯降解率的影响
        5.1.1 氯苯初始浓度对降解率的影响
        5.1.2 催化剂用量对降解率的影响
        5.1.3 CO₂的通入对降解率的影响
        5.1.4 CO₂的分压比对降解率的影响
    5.2 氯苯降解产物
    5.3 反应动力学研究
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3996475

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