可见光催化薄膜复合体系应用于悬浮玻璃珠光催化反应器的研究

发布时间：2023-03-03 13:32

　　半导体光催化作为一种新兴技术，意在将绿色太阳能转化成化学能、电能等，以解决全球能源危机、净化环境，实现社会的可持续发展。目前已开发出多种新型光催化剂应用于染料废水的净化，但是研究工作仍主要围绕粉体光催化剂的制备。而开发出有效的的工艺以固定光催化剂并设计高效光催化反应器以克服粉体光催化剂不易分离、难回收等不利因素是实现光催化的大规模应用的关键问题。本文采用溶胶凝胶法在空心轻质玻璃珠表面涂镀不同光催化薄膜，应用于悬浮玻璃珠光催化反应器中以处理模拟染料废水。玻璃球表面形成的可见光催化薄膜厚度均匀，催化活性高；采用在溶液底部鼓泡的方式推动悬浮玻璃珠匀速转动，使得染料废水在催化剂薄膜表面形成均匀的液膜以充分吸收照射光，克服了染料废水对光的屏蔽作用。本文采用的镀膜工艺简单易行，所设计的光催化反应器可高效利用光照，为设计新型光催化反应器拓展了思路。在优化反应器参数的基础上，本文着重针对TiO₂光催化薄膜的光吸收范围窄(仅能吸收紫外光)、对反应物的吸附性能弱等问题开展了如下研究工作： (1)Bi₂O₃/TiO₂光催...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 光催化技术的研究背景
    1.2 半导体光催化技术概述及原理
    1.3 半导体光催化技术开发及实际应用
        1.3.1 新能源方面
        1.3.2 环境净化方面
        1.3.3 卫生保健方面
        1.3.4 其他方面
    1.4 半导体光催化材料概述
        1.4.1 TiO₂的改性及非 TiO₂催化剂
        1.4.2 光催化薄膜的制备方法
        1.4.3 载体的选择
    1.5 光催化反应器的设计研究
        1.5.1 悬浮式光催化反应器
        1.5.2 镀膜催化剂反应器
        1.5.3 填充床式光催化反应器
第二章 实验部分
    2.1 试剂与原料
    2.2 催化剂的制备
    2.3 催化剂的表征
    2.4 光催化性能测试
    2.5 吸附性能测试
第三章 Bi₂O₃/TiO₂光催化薄膜应用于悬浮玻璃珠光催化反应器降解染料废水的性能
    3.1 引言
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 Bi₂O₃/TiO₂光催化薄膜的结构分析
        3.2.2 光催化性能研究
        3.2.3 光催化反应器的数学模型
    3.3 本章小结
第四章 Ag-AgCl/BiOCl 光催化剂膜应用于悬浮玻璃珠光催化反应器及性能研究
    4.1 引言
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 BiOCl 薄膜的结构与性能
        4.2.2 Ag-AgCl-BiOCl 薄膜的结构与性能
    4.3 本章小结
第五章 Bi₂O₃/TiO₂@SiO₂协同吸附-降解体系应用于悬浮玻璃珠光催化反应器的研究
    5.1 引言
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 样品 FESEM 分析
        5.2.2 N₂吸脱附等温线分析
        5.2.3 吸附性能测试
        5.2.4 催化性能测试
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
致谢
参考文献
个人简历及研究成果



本文编号：3752778