纳米TiO 2 光催化剂的改性及其降解硝基酚的性能研究

发布时间：2023-11-08 18:17

　　水污染是当今严重影响人类社会生存和发展的重大问题。传统的处理污水的各种技术均存在见效慢、净化不彻底、容易产生二次污染等弊端。作为一种高级氧化技术，光催化技术具有催化氧化性能好、降解速度快、能耗低等优点，被认为是最经济、有效的有机废水处理技术。纳米TiO₂具有催化氧化活性高、性能稳定、抗光腐蚀、无二次污染等优点，在污水处理方面具有广阔的应用前景。但是普通的TiO₂也存在着一些不足：带隙能高，只对紫外光有响应而无法充分利用太阳光；量子效率低，光生电子和空穴极容易复合；选择性弱，难以在混合污水体系中优先降解目标污染物。因此，本文从这三个难题出发，对纳米TiO₂光催化剂进行改性，以硝基苯酚为降解对象，具体研究内容如下： 1.结合了溶胶-水热法和分子印迹技术制备出了掺杂硅的分子印迹型光催化剂(4NP-TiO₂/SiO₂)和相应的非分子印迹型光催化剂(NIP-TiO₂/SiO₂)，并利用X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-漫反射、氮气吸附...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 技术研究现状
        1.2.1 混凝沉淀法
        1.2.2 生物法
        1.2.3 吸附法
        1.2.4 氧化法
    1.3 TiO₂光催化技术概述
        1.3.1 纳米 TiO₂的制备方法
        1.3.2 纳米 TiO₂的光催化机理
        1.3.3 离子液体作为纳米 TiO₂的合成介质
        1.3.4 影响 TiO₂光催化剂性能的因素
    1.4 分子印迹技术概述
        1.4.1 分子印迹技术的原理
        1.4.2 分子印迹的分类
        1.4.3 分子印迹聚合物的制备方法
        1.4.4 分子印迹聚合物的应用
        1.4.5 分子印迹型光催化剂研究概述
    1.5 本课题研究的目的和主要内容
第二章 实验方法
    2.1 溶液配制
    2.2 溶液中硝基苯酚含量的检测
        2.2.1 液相色谱检测
        2.2.2 紫外-可见近红外分光光度计
    2.3 标准曲线的绘制
第三章 掺杂 SiO₂的分子印迹型 TiO₂光催化剂的制备及性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验仪器
        3.2.2 实验试剂
        3.2.3 掺杂 SiO₂的分子印迹型 TiO₂光催化剂的合成
        3.2.4 样品的表征
        3.2.5 4NP-TiO₂/SiO₂分子印迹型光催化剂的吸附和光催化性能研究
        3.2.6 光生电流测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 4NP-TiO₂/SiO₂和 NIP-TiO₂/SiO₂光催化剂材料的表征
        3.3.2 4NP-TiO₂/SiO₂和 NIP-TiO₂/SiO₂光催化剂材料吸附性能研究
        3.3.3 光催化活性研究
    3.4 小结
第四章 表面活性剂对分子印迹型 TiO₂光催化剂的改性及性能研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验仪器
        4.2.2 实验试剂
        4.2.3 表面活性剂改性的分子印迹型 TiO₂光催化剂的合成
        4.2.4 样品的表征
        4.2.5 吸附和光催化性能研究
        4.2.6 光生电流测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 表面活性剂改性的分子印迹型 TiO₂光催化剂材料的表征
        4.3.2 光催化剂材料吸附性能研究
        4.3.3 光催化活性研究
    4.4 小结
第五章 含乙烯基的离子液体介质中制备 Fe³⁺掺杂 TiO₂光催化剂及性能研究
    5.1 前言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验仪器
        5.2.2 实验试剂
        5.2.3 合成 Fe³⁺掺杂的 TiO₂64
        5.2.4 表征
        5.2.5 光催化活性测试
        5.2.6 光生电流测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.0 Fe³⁺/TiO₂-IL 和 Fe³⁺/TiO₂-对照样的形貌
        5.3.1 Fe³⁺/TiO₂-IL 和 Fe³⁺/TiO₂-对照样的 XRD 分析
        5.3.2 Fe³⁺/TiO₂-IL 和 Fe³⁺/TiO₂-对照样的 BET 比表面积和孔结构
        5.3.3 Fe³⁺/TiO₂-IL 的热重分析
        5.3.4 Fe³⁺/TiO₂-IL 和 Fe³⁺/TiO₂-对照样的紫外-可见漫反射光谱
        5.3.5 Fe³⁺/TiO₂-IL 和 Fe³⁺/TiO₂-对照样的光生电流测试
        5.3.6 Fe³⁺/TiO₂-IL 和 Fe³⁺/TiO₂-对照样的光催化活性
        5.3.7 双氧水浓度对 Fe³⁺/TiO₂-IL 的光催化活性的影响
        5.3.8 初始 pH 值对 Fe³⁺/TiO₂-IL 的光催化活性的影响
    5.4 小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
硕士期间发表的论文
致谢



本文编号：3861490