改性TiO 2 光催化处理氨氮废水的研究

发布时间：2023-03-06 17:48

　　目前处理氨氮废水常用的方法是生物处理,但是某些氨氮废水具有含重金属离子、高盐度和高p H的特征,不适用于生物法处理,也缺乏其它经济有效的处理方法,是当前废水处理的难点之一。有研究者尝试利用光催化处理氨氮废水,取得了一定进展,但是氨氮去除效率低,尚缺乏实用性。本研究提出利用过渡金属改性Ti O₂并制备了高活性的光催化剂,对催化剂的氨氮废水处理效能影响因素进行了研究,探索了反应机理,并研究了催化剂在载体上的固定及对氨氮的处理。本文采用光还原沉积法,以P25二氧化钛为基材,制备以过渡金属为助催化剂的改性Ti O₂催化剂。改性Ti O₂催化剂表征分析表明,改性后的Ti O₂晶型和粒径不变,其吸收波长拓展至可见光;Cu/Ti O₂表面的铜元素分布均匀,价态为0和+1。0.5 wt%-Cu/P25具有良好的光催化去除氨氮效果和重复利用性,光催化2 h内氨氮去除率是P25的2.2倍,重复利用5次后去除率下降4%。针对0.5 wt%-Cu/P25催化剂,分析光催化氨氮废水的影响因素。结果表明,...

【文章页数】：114 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 典型难生物降解的高浓度氨氮废水
        1.2.1 高盐度的氨氮废水
        1.2.2 液氨丝光废水
        1.2.3 铜氨废水
    1.3 TiO₂光催化氨氮废水的研究现状3
        1.3.1 TiO₂光催化氧化原理3
        1.3.2 TiO₂光催化氨氮的研究现状
        1.3.3 改性TiO₂的研究现状
    1.4 研究目的与内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 技术路线
第2章 试验材料与方法
    2.1 试验装置
    2.2 过渡金属改性TiO₂的制备
        2.2.1 光还原沉积法
        2.2.2 滴涂法
    2.3 检测与表征方法
第3章 过渡金属/TiO₂催化剂的制备
    3.1 过渡金属助催化剂的初选
        3.1.1 不同过渡金属/TiO₂的表征
        3.1.2 不同过渡金属/TiO₂光催化氨氮的效果
    3.2 助催化剂Cu的负载量优化
        3.2.1 不同负载量的Cu/TiO₂的表征
        3.2.2 不同负载量的Cu/TiO₂光催化氨氮的效果
    3.3 助催化剂Mn的负载量优化
        3.3.1 不同负载量的Mn/TiO₂的表征
        3.3.2 不同负载量的Mn/TiO₂光催化氨氮的效果
    3.4 催化剂的重复利用性测试
    3.5 本章小结
第4章 光催化去除氨氮的影响因素及机理分析
    4.1 影响因素分析
        4.1.1 初始pH对光催化氨氮的影响
        4.1.2 反应温度对光催化氨氮的影响
        4.1.3 催化剂浓度对光催化氨氮的影响
        4.1.4 氨氮初始浓度对光催化氨氮的影响
        4.1.5 阴离子对光催化氨氮的影响
    4.2 反应机理分析
        4.2.1 活性物种鉴定
        4.2.2 自由基抑制实验
        4.2.3 光催化氨氮的产物转化分析
        4.2.4 催化剂反应前后成分分析
        4.2.5 反应途径分析
    4.3 本章小结
第5章 负载型催化剂光催化处理氨氮废水
    5.1 负载型催化剂的制备
        5.1.1 分散剂的优选
        5.1.2 载体的优选
    5.2 光催化反应器的构建
    5.3 典型高浓度氨氮废水处理效能
        5.3.1 高盐度的氨氮废水
        5.3.2 铜氨废水
        5.3.3 液氨丝光废水
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3757104