L沸石负载二氧化钛及其光催化降解罗丹明B的研究

发布时间：2017-08-31 19:10

  本文关键词：L沸石负载二氧化钛及其光催化降解罗丹明B的研究

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【摘要】：随着纺织及印染工业的迅速发展,水污染日益严重。染料废水中因含有苯环等稳定结构的有机物,很难生物降解。TiO_2光催化技术能够将这些难降解的有机物矿化为CO_2、H_2O等无害的小分子物质。为了进一步提高TiO_2的光催化活性,本文开展了L沸石负载TiO_2及其光催化降解罗丹明B的实验研究。利用安徽岳西钾长石粉体和白炭黑为原料,采用水热法合成了L沸石。以合成的L沸石为载体,钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备负载型的TiO_2/L沸石光催化剂,并采用SEM、EDS、FTIR和XRD等分析技术对制备样品进行了分析表征。以氙灯为实验光源,罗丹明B为降解对象,研究了TiO_2/L沸石光催化剂的光催化性能。考察了负载方式、焙烧温度、TiO_2负载量等不同制备条件对罗丹明B降解率的影响,得到优化的制备工艺条件:采用B负载方式、焙烧温度300℃、TiO_2的负载量50%。研究了光催化剂加入量、溶液pH值、初始浓度、可见光与氙灯等降解条件的影响,确定了TiO_2/L沸石光催化剂对罗丹明B光降解的优化条件:溶液初始pH值为6,光催化剂投放量为4 g/L,且催化剂适合降解较低浓度的罗丹明B溶液,在优化条件下罗丹明B的降解率可达98.7%。可见光与氙灯光降解对照实验结果表明,氙灯的降解作用要好于可见光,可见光对于罗丹明B的降解有一定贡献。TiO_2/L沸石光催化剂的重复性实验结果表明,TiO_2/L沸石光催化剂在4次重复使用后仍具有较高的催化活性,实现了良好的重复性利用。TiO_2/L沸石光催化剂动力学实验结果表明,在实验条件下,TiO_2/L沸石光催化剂对罗丹明B的降解过程符合一级动力学方程,反应速率常数k为0.0173 min-1。同时开展了TiO_2/L沸石光催化剂对其他有机物如甲基橙、亚甲基蓝的降解实验研究,结果表明,TiO_2/L沸石光催化剂对于甲基橙有较好的降解作用,降解率可达82%,而对亚甲基蓝主要是吸附作用。
【关键词】：L沸石 二氧化钛 光催化 罗丹明B
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X791;O643.36
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 Ti O_2光催化氧化技术概述10
• 1.2 Ti O_2光催化氧化机理10-11
• 1.3 Ti O_2的制备11-14
• 1.3.1 溶胶-凝胶法12
• 1.3.2 沉淀法12-13
• 1.3.3 水热法13-14
• 1.3.4 钛醇盐水解法14
• 1.4 Ti O_2的应用14-16
• 1.4.1 废水处理14-15
• 1.4.2 空气净化15
• 1.4.3 杀菌消毒15
• 1.4.4 分解水制氢15-16
• 1.5 提高TiO_2光催化效率的途径16-19
• 1.5.1 贵金属沉积16
• 1.5.2 半导体复合16-17
• 1.5.3 金属离子掺杂17
• 1.5.4 光敏化17-18
• 1.5.5 超强酸化18
• 1.5.6 表面螯合作用18-19
• 1.5.7 使用负载材料19
• 1.6 研究目的、意义及内容19-21
• 第2章 实验方法21-26
• 2.1 实验原料21
• 2.2 实验试剂21-22
• 2.3 实验仪器22
• 2.4 Ti O_2/L沸石催化剂的制备方法22-23
• 2.5 光降解罗丹明B实验23
• 2.6 罗丹明B降解率的测定方法23-24
• 2.7 样品表征方法24-26
• 2.7.1 X射线衍射（XRD）24
• 2.7.2 扫描电镜（SEM）24-25
• 2.7.3 能谱分析（EDS）25
• 2.7.4 红外光谱（FTIR）25-26
• 第3章 L沸石负载TiO_2的制备及表征26-38
• 3.1 负载方式26-29
• 3.2 焙烧温度29-33
• 3.3 Ti O_2负载量33-36
• 3.4 本章小结36-38
• 第4章 光催化条件的实验研究38-48
• 4.1 降解条件对光催化性能的影响38-42
• 4.1.1 光催化剂加入量38-39
• 4.1.2 溶液pH值39-40
• 4.1.3 罗丹明B初始浓度40-41
• 4.1.4 可见光与氙灯41-42
• 4.2 重复性利用实验42-43
• 4.3 光催化降解罗丹明B动力学方程43-44
• 4.4 光催化剂对其他有机物的降解44-46
• 4.4.1 对甲基橙的降解44-45
• 4.4.2 对亚甲基蓝的降解45-46
• 4.5 本章小结46-48
• 结论48-49
• 致谢49-50
• 参考文献50-54
• 附录54

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本文编号：767371