镧掺杂TiO 2 纳米管制备及其UV 254 光催化VOCs的降解特性及机理研究
发布时间：2023-05-22 00:56
近年来,挥发性有机污染物(Volatile organic compounds,VOCs)引起的环境污染问题日益严重。特别是医药化工、纺织印染等工业生产过程中排放的VOCs,具有浓度大、毒性强、难降解的特点,单独生物净化技术无法将它们有效去除。因此,开发合适的预处理技术,把难降解的VOCs转化为能被微生物彻底矿化的有机物,成为了当前的研究热点。TiO2的光催化特性使它成为了一种治理环境污染的有效材料。在本研究中,采用复合溶胶-凝胶和水热技术制备了一种La3+掺杂的纳米管,具有较好的光催化特性。相比纯的TiO2颗粒,制备的1.2%-La3+-TNTS在波长254 nm的紫外光下呈现出对乙苯和α-蒎烯的较好转化率。考察了紫外光解工艺参数对乙苯和α-蒎烯的转化率的影响。当反应介质相对湿度为40～50%,乙苯和α-蒎烯的转化率达到最大值,分别为93%和94%。当乙苯的初始浓度由50 mg/m3增加到250 mg/m3、α-蒎烯的初始浓度由50 mg/m3增加到400 mg/m3,两者的转化率分别从94%下降到58%和78%。光催化乙苯和α-蒎烯的降解过程符合Langmuir-Hinshelwo...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 VOCs的环境污染现状
1.1.2 VOCs的种类和来源
1.1.3 VOCs治理技术介绍
1.2 光催化氧化的基本理论
1.2.1 TiO2的能带结构
1.2.2 光催化剂的制备方法
1.3 TiO2光催化处理VOCs的应用
1.3.1 含氯有机物
1.3.2 芳香族化合物
1.3.3 醛酮类VOCs
1.3.4 含氮含硫等恶臭VOCs
1.4 TiO2光催化改性技术
1.4.1 离子掺杂
1.4.2 贵金属沉积
1.4.3 半导体复合
1.4.4 TiO2纳米管
1.5 课题的依据,内容和创新点
1.5.1 选题的依据
1.5.2 课题的目的和意义
1.5.3 研究的内容
1.5.4 课题的创新点
第二章 材料与仪器
2.1 实验材料与仪器设备
2.1.1 实验试剂与原料
2.1.2 实验仪器
2.2 实验装置
第三章 La3+掺杂催化剂的制备与表征
3.1 实验部分
3.1.1 催化剂测试方法
3.1.2 催化剂的制备
3.2 不同类型镧离子掺杂催化剂的表征
3.2.1 XRD分析
3.2.2 TEM分析
3.2.3 BET分析
3.2.4 PL分析
3.3 本章小结
第四章 镧离子掺杂催化剂的光催化性能
4.1 实验方法
4.1.1 标准曲线绘制
4.1.2 光催化性能测试的方法
4.2 最佳催化剂的选择
4.2.1 不同掺杂量对Sol-gel工艺的影响
4.2.2 不同制备工艺的对比
4.2.3 光催化活性的稳定性对比
4.3 1.2%-La3+-TNTs对乙苯和α-蒎烯光催化性能的影响
4.3.1 工艺参数
4.3.2 再生实验
4.3.3 动力学分析
4.4 混合废气的光催化反应
4.5 本章小结
第五章 光催化机理分析及光解产物可生化评价
5.1 实验过程和分析方法
5.1.1 水溶性和可生化性评价的方法
5.1.2 光催化产物的生态毒性分析方法
5.1.3 中间产物的检测分析方法
5.1.4 Biolog-ECO微平板法
5.2 乙苯废气的光催化机理分析
5.2.1 光催化乙苯过程碳平衡分析
5.2.2 乙苯光催化中间产物机理分析
5.2.3 乙苯中间产物的可生化性评价
5.3 α-蒎烯废气的光催化机理分析
5.3.1 光催化α-蒎烯过程碳平衡分析
5.3.2 α-蒎烯光催化中间产物机理分析
5.3.3 α-蒎烯中间产物的可生化性评价
5.4 混合废气光催化产物的可生化性评价
5.4.1 混合废气产物的B/C
5.4.2 混合废气产物的生态毒性
5.4.3 光催化技术与废气生物净化工艺耦合的可行性分析
5.5 本章小结
第六章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
本文编号：3821690
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【学位级别】：硕士
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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 VOCs的环境污染现状
1.1.2 VOCs的种类和来源
1.1.3 VOCs治理技术介绍
1.2 光催化氧化的基本理论
1.2.1 TiO2的能带结构
1.2.2 光催化剂的制备方法
1.3 TiO2光催化处理VOCs的应用
1.3.1 含氯有机物
1.3.2 芳香族化合物
1.3.3 醛酮类VOCs
1.3.4 含氮含硫等恶臭VOCs
1.4 TiO2光催化改性技术
1.4.1 离子掺杂
1.4.2 贵金属沉积
1.4.3 半导体复合
1.4.4 TiO2纳米管
1.5 课题的依据,内容和创新点
1.5.1 选题的依据
1.5.2 课题的目的和意义
1.5.3 研究的内容
1.5.4 课题的创新点
第二章 材料与仪器
2.1 实验材料与仪器设备
2.1.1 实验试剂与原料
2.1.2 实验仪器
2.2 实验装置
第三章 La3+掺杂催化剂的制备与表征
3.1 实验部分
3.1.1 催化剂测试方法
3.1.2 催化剂的制备
3.2 不同类型镧离子掺杂催化剂的表征
3.2.1 XRD分析
3.2.2 TEM分析
3.2.3 BET分析
3.2.4 PL分析
3.3 本章小结
第四章 镧离子掺杂催化剂的光催化性能
4.1 实验方法
4.1.1 标准曲线绘制
4.1.2 光催化性能测试的方法
4.2 最佳催化剂的选择
4.2.1 不同掺杂量对Sol-gel工艺的影响
4.2.2 不同制备工艺的对比
4.2.3 光催化活性的稳定性对比
4.3 1.2%-La3+-TNTs对乙苯和α-蒎烯光催化性能的影响
4.3.1 工艺参数
4.3.2 再生实验
4.3.3 动力学分析
4.4 混合废气的光催化反应
4.5 本章小结
第五章 光催化机理分析及光解产物可生化评价
5.1 实验过程和分析方法
5.1.1 水溶性和可生化性评价的方法
5.1.2 光催化产物的生态毒性分析方法
5.1.3 中间产物的检测分析方法
5.1.4 Biolog-ECO微平板法
5.2 乙苯废气的光催化机理分析
5.2.1 光催化乙苯过程碳平衡分析
5.2.2 乙苯光催化中间产物机理分析
5.2.3 乙苯中间产物的可生化性评价
5.3 α-蒎烯废气的光催化机理分析
5.3.1 光催化α-蒎烯过程碳平衡分析
5.3.2 α-蒎烯光催化中间产物机理分析
5.3.3 α-蒎烯中间产物的可生化性评价
5.4 混合废气光催化产物的可生化性评价
5.4.1 混合废气产物的B/C
5.4.2 混合废气产物的生态毒性
5.4.3 光催化技术与废气生物净化工艺耦合的可行性分析
5.5 本章小结
第六章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
本文编号：3821690
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