TiO 2 /石墨烯复合光催化剂处理染料废水的研究

发布时间：2023-05-06 00:12

　　我国是世界上染料生产和消费的第一大国，染料广泛应用于纺织、化妆品等行业，由此产生了大量染料废水。染料废水水质复杂，有机物和盐分的含量高，具有毒性大、COD高、色度高、可生化降解性较差等特点，使得其治理成为工业废水的难点。光催化降解技术是一种可以有效处理染料废水的技术手段。本实验以商业TiO2(P25)为原材料，通过氧化-分散-还原法制备石墨烯，对P25进行改性，制备出TiO2/石墨烯复合光催化剂。同时还通过HR-TEM、XRD、氮气等温吸附/脱附实验、UV-vis、TGA等技术对复合材料的微观结构及其他物化性质进行了表征分析。研究了复合材料对水中染料的吸附和光催化降解性能，确定了最佳实验条件。并经过实验研究得出以下结论： 1、通过Hummers氧化法制备了氧化石墨，并通过超声剥离的方法得到氧化石墨烯，之后通过水热法制备了不同石墨烯含量的TiO2/石墨烯复合光催化材料，在水热过程中完成了氧化石墨烯的还原，且成功将P25负载至石墨烯之上。 2、制备的TiO2/石墨烯复合光催化剂为中孔洞材料， TiO2/石墨烯复合材料的比表面积比TiO2有明显增加，且比表面积随着石墨烯含量的增加而增加。石墨...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 染料废水的研究进展
        1.1.1 染料废水的现状
        1.1.2 染料废水的处理方法
    1.2 TiO₂光催化剂研究现状
    1.3 石墨烯的研究现状
        1.3.1 石墨烯的发现
        1.3.2 石墨烯的制备
        1.3.3 石墨烯的性质及应用前景
    1.4 石墨烯与光催化技术的结合
    1.5 研究意义、内容和实验方案
        1.5.1 研究依据与意义
        1.5.2 论文研究内容
        1.5.3 实验方案路线图
第二章 实验方案
    2.1 实验试剂及仪器
        2.1.1 主要实验设备
        2.1.2 主要实验试剂
        2.1.3 主要表征仪器
        2.1.4 模拟染料废水的配制
    2.2 TiO₂/石墨烯复合光催化剂的制备
        2.2.1 氧化石墨烯的制备
        2.2.2 TiO₂/石墨烯的制备
    2.3 TiO₂/石墨烯复合材料的特性分析
        2.3.1 穿透式电子显微镜(TEM)
        2.3.2 X 射线衍射仪(XRD)
        2.3.3 氮气等温吸附-脱附仪(N2adsorption/desorption analyzer)
        2.3.4 紫外-可见分光光度计(UV-VIS)
        2.3.5 热重分析仪(TGA)
    2.4 TiO₂/石墨烯的吸附及光催化性能测试
    2.5 水中残余染料的测定原理及方法
        2.5.1 紫外-可见分光光度计的工作原理
        2.5.2 标准曲线的绘制
第三章 TiO₂/石墨烯复合材料的特性分析
    3.1 高分辨率穿透式电子显微镜测试
    3.2 X 射线衍射分析
    3.3 氮气等温吸附-脱附分析
    3.4 紫外-可见光吸收图谱分析
    3.5 热重分析
    3.6 小结
第四章 TiO₂/石墨烯对染料的吸附及光催化降解研究
    4.1 TiO₂/石墨烯对 MB 及 RBk5 的吸附实验
        4.1.1 TiO₂/石墨烯对 MB 的吸附实验
        4.1.2 TiO₂/石墨烯对 RBk5 的吸附实验
    4.2 染料的直接光解背景实验
    4.3 TiO₂/石墨烯对 MB 及 RBk5 的光催化降解实验
        4.3.1 石墨烯添加量影响实验
        4.3.2 光源影响实验
        4.3.3 染料起始浓度对污染物去除率的影响
        4.3.4 光催化剂用量对污染物去除率的影响
        4.3.5 反应液 pH 对污染物去除率的影响
        4.3.6 反应温度对污染物去除率的影响
    4.4 反应动力学分析
    4.5 小结
第五章 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议
参考文献
在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果
致谢



本文编号：3808639