炭吸附二氧化钛基材料的制备及其光催化降解水中污染物的性能研究
发布时间：2021-02-15 12:54
随着社会经济发展,由能源过度消耗带来的诸多环境问题（如废水的处理,空气的净化等）受到了全世界政府和专家学者广泛关注。目前,废水处理的方式多种多样,其中应用最为广泛的是膜分离技术,但这项技术存在单独选择性分离,稳定性差,且膜面易被污染等问题。而半导体光催化氧化技术因其催化效率高,反应条件温和,操作简便,非选择性地降解水中污染物等优点,得到了人们的密切关注。在各种半导体催化剂中,二氧化钛（TiO2）相对较高的量子产率,便宜和较高的稳定性等优点已被证明是光催化剂中用途最广泛的材料。然而,TiO2具有高的载流子复合率,并且在可见光范围内没有响应的弊端制约其进一步的应用。因此寻求具有较高转换效率的新型半导体光催化材料或对TiO2半导体改性均具有重要的经济意义和环保意义。（1）采用炭吸附沉淀法,以钛酸异丙酯和乙酸锌为原料,制备ZnO/TiO2纳米复合粉体;以钛酸异丙酯和硅酸乙酯为原料,制备SiO2/TiO2纳米复合粉体;以钛酸四丁酯和醋酸镧为原料,制备La2...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光催化原理
AC00 式中：D 为甲基橙降解率；C0 和 C 为初始和 t 时刻污染物的浓度 mol/L；A0 和 A为初始和 t 时刻污染物的吸光度。 2.3 结果与讨论 2.3.1 焙烧温度的确定 图 2.1 分别表示的是普通水热法和炭吸附共沉淀法合成的 ZnO/TiO2 粉体的TG-DTA 图，a 为普通水热法，b 为炭吸附水热法。
内蒙古科技大学硕士学位论文20TiOH中羟基的脱除。DTA曲线上的大放热峰主要是由于炭黑的燃烧反应，对应的温度为450-600℃，这主要是无定形向锐钛矿相转变过程，这些结果表明了炭黑的加入可以有效的抑制TiO2在该温度区间下煅烧时的烧结。2.3.2XRD分析图2.2a为ZT催化剂在400℃、600℃、700℃、800℃下的XRD图谱。图2.2b为CZT催化剂在400℃、600℃、700℃、800℃下的XRD图谱。图2.2ZT（a）与CZT（b）的XRD图谱由于ZnO的含量少以及粉体的高分散性，图2.2均为二氧化钛的衍射峰。结果表明：在合成过程中，ZnO和TiO2未发生反应生成新的物质，也就是说，ZnO可能迁移覆盖在TiO2催化剂表面，400℃时均为无定型态。普通水热法制备的ZnO/TiO2复合粉体，煅烧温度为600℃、700℃、800℃时均为二氧化钛金红石晶型。炭吸附水热法制备的ZnO/TiO2复合粉体，在600℃和700℃时，均呈现TiO2锐钛矿晶型，在800℃时，粉体由锐钛矿晶型向金红石型转变。结果表明：在合成过程中，炭黑的加入有效抑制了TiO2晶型的转变，即锐钛矿相向金红石相转变，从而合成的催化剂具有高稳定性，这与TG分析结果相符合。同时，氧化锌的加入可能对粉体粒径的保持有一定作用。炭黑吸附水热法制备的粉体衍射峰比较宽，表明制备的催化剂粒径小，根据Sherrer公式可知复合粉体平均晶粒尺寸，粉体的比表面积通过BET测定，结果见表2.3。
【参考文献】：
期刊论文
[1]La掺杂TiO2（101）面的电子结构和光学性质的第一性原理研究[J]. 李东翔,李瑞琴,骆远征,闫万珺. 原子与分子物理学报. 2020(04)
[2]溶剂热法制备ZnS粉体及其光催化性能研究[J]. 赫占军,程云环. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2020(02)
[3]光沉积Fe（Ⅲ）掺杂TiO2光催化降解莠去津废水研究[J]. 张新海. 化工技术与开发. 2020(01)
[4]炭吸附共沉淀纳米铁酸钐的制备及其可见光催化性能[J]. 李金星,汪巧仙,郭贵宝,刘金彦. 材料工程. 2020(01)
[5]炭吸附水热法制备V2O5纳米粉体[J]. 孙华海,黄丽,毛鸿,郭贵宝. 人工晶体学报. 2019(10)
[6]SiO2/BiOBr光催化材料制备及其对含油废水的处理[J]. 仇宏暄,余义昌,黎城君,郜洪文. 化工进展. 2019(09)
[7]非金属掺杂改性纳米TiO2光催化性能研究进展[J]. 余立志,李京伟,林银河. 应用化工. 2019(08)
[8]纳米TiO2的低温制备及光催化降解有机磷农药[J]. 王菊,谢添,杜春华. 工业用水与废水. 2019(02)
[9]Bi2S3/TiO2复合光催化剂的制备及光催化还原Cr（Ⅵ）性能研究[J]. 杨璇,赵增迎. 人工晶体学报. 2019(04)
[10]纳米Fe2O3/TiO2复合材料用于吸附与氧化除As（Ⅲ）[J]. 赵红艳,陈爽,石中亮. 沈阳化工大学学报. 2019(01)
博士论文
[1]基于二氧化钛的纳米材料的制备、表征和应用[D]. 余勇.华中科技大学 2013
硕士论文
[1]锌铋基半导体纳米复合材料的制备及其光电催化CO2还原的研究[D]. 王继贤.兰州大学 2019
[2]TiO2/SiO2复合光催化剂的制备及其性能的研究[D]. 王小华.武汉科技大学 2012
本文编号：3034886
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光催化原理
AC00 式中：D 为甲基橙降解率；C0 和 C 为初始和 t 时刻污染物的浓度 mol/L；A0 和 A为初始和 t 时刻污染物的吸光度。 2.3 结果与讨论 2.3.1 焙烧温度的确定 图 2.1 分别表示的是普通水热法和炭吸附共沉淀法合成的 ZnO/TiO2 粉体的TG-DTA 图，a 为普通水热法，b 为炭吸附水热法。
内蒙古科技大学硕士学位论文20TiOH中羟基的脱除。DTA曲线上的大放热峰主要是由于炭黑的燃烧反应，对应的温度为450-600℃，这主要是无定形向锐钛矿相转变过程，这些结果表明了炭黑的加入可以有效的抑制TiO2在该温度区间下煅烧时的烧结。2.3.2XRD分析图2.2a为ZT催化剂在400℃、600℃、700℃、800℃下的XRD图谱。图2.2b为CZT催化剂在400℃、600℃、700℃、800℃下的XRD图谱。图2.2ZT（a）与CZT（b）的XRD图谱由于ZnO的含量少以及粉体的高分散性，图2.2均为二氧化钛的衍射峰。结果表明：在合成过程中，ZnO和TiO2未发生反应生成新的物质，也就是说，ZnO可能迁移覆盖在TiO2催化剂表面，400℃时均为无定型态。普通水热法制备的ZnO/TiO2复合粉体，煅烧温度为600℃、700℃、800℃时均为二氧化钛金红石晶型。炭吸附水热法制备的ZnO/TiO2复合粉体，在600℃和700℃时，均呈现TiO2锐钛矿晶型，在800℃时，粉体由锐钛矿晶型向金红石型转变。结果表明：在合成过程中，炭黑的加入有效抑制了TiO2晶型的转变，即锐钛矿相向金红石相转变，从而合成的催化剂具有高稳定性，这与TG分析结果相符合。同时，氧化锌的加入可能对粉体粒径的保持有一定作用。炭黑吸附水热法制备的粉体衍射峰比较宽，表明制备的催化剂粒径小，根据Sherrer公式可知复合粉体平均晶粒尺寸，粉体的比表面积通过BET测定，结果见表2.3。
【参考文献】：
期刊论文
[1]La掺杂TiO2（101）面的电子结构和光学性质的第一性原理研究[J]. 李东翔,李瑞琴,骆远征,闫万珺. 原子与分子物理学报. 2020(04)
[2]溶剂热法制备ZnS粉体及其光催化性能研究[J]. 赫占军,程云环. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2020(02)
[3]光沉积Fe（Ⅲ）掺杂TiO2光催化降解莠去津废水研究[J]. 张新海. 化工技术与开发. 2020(01)
[4]炭吸附共沉淀纳米铁酸钐的制备及其可见光催化性能[J]. 李金星,汪巧仙,郭贵宝,刘金彦. 材料工程. 2020(01)
[5]炭吸附水热法制备V2O5纳米粉体[J]. 孙华海,黄丽,毛鸿,郭贵宝. 人工晶体学报. 2019(10)
[6]SiO2/BiOBr光催化材料制备及其对含油废水的处理[J]. 仇宏暄,余义昌,黎城君,郜洪文. 化工进展. 2019(09)
[7]非金属掺杂改性纳米TiO2光催化性能研究进展[J]. 余立志,李京伟,林银河. 应用化工. 2019(08)
[8]纳米TiO2的低温制备及光催化降解有机磷农药[J]. 王菊,谢添,杜春华. 工业用水与废水. 2019(02)
[9]Bi2S3/TiO2复合光催化剂的制备及光催化还原Cr（Ⅵ）性能研究[J]. 杨璇,赵增迎. 人工晶体学报. 2019(04)
[10]纳米Fe2O3/TiO2复合材料用于吸附与氧化除As（Ⅲ）[J]. 赵红艳,陈爽,石中亮. 沈阳化工大学学报. 2019(01)
博士论文
[1]基于二氧化钛的纳米材料的制备、表征和应用[D]. 余勇.华中科技大学 2013
硕士论文
[1]锌铋基半导体纳米复合材料的制备及其光电催化CO2还原的研究[D]. 王继贤.兰州大学 2019
[2]TiO2/SiO2复合光催化剂的制备及其性能的研究[D]. 王小华.武汉科技大学 2012
本文编号：3034886
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