生物碳点表面修饰TiO 2 空心球的制备及其在原始pH下快速还原水中Cr(Ⅵ)的光催化性能

发布时间：2023-05-18 00:42

　　环境污染、生态失衡、资源短缺、能源危机严重制约着我国社会经济全面、协调、可持续发展。半导体光催化剂利用本身光生电子空穴的氧化还原性能将太阳能转换成人们需要的化学能,从而实现污染物的降解和清洁能源的制备,是一种低成本,高效率和环保处理污染物的方法,具有很大的应用前景。用生物质能源来辅助制备效果显著的光催化材料具有重要的意义。但常见的光催化剂如TiO₂禁带宽度大,无可见光活性,光生电子空穴易复合,量子效率低,导致光催化效率低。且光催化反应大多在强酸条件下显示较高的催化活性,催化体系加酸容易引入新的污染物,造成二次污染,催化体系中排放的三价铬在自然体系中又容易被氧化成六价铬。本论文制备出C量子点负载的TiO₂空心球(TiO₂-HMSs-CDs)无需调节反应溶液pH,可在中性条件下高效还原水中六价铬并将产物吸附在催化剂上达到彻底去除六价铬的目的,并系统的探索其光催化机理和活性提高的原因。主要研究内容如下:1、以本地常见的废弃油茶果壳为原料,用间苯三酚作为调节剂,通过简单水热法制备出形貌良好、分散均匀的水热碳球沉淀,以及上层碳量子...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 含铬废水的来源、危害及污染现状
        1.1.1 含铬废水的来源
        1.1.2 六价铬的危害
        1.1.3 国内铬的污染现状
    1.2 含铬废水的常见处理措施及优缺点
        1.2.1 化学沉淀法
        1.2.2 吸附法
        1.2.3 膜分离法
        1.2.4 微生物法
        1.2.5 电解法
    1.3 光催化处理含铬废水的优势、原理及研究现状
        1.3.1 光催化处理含铬废水的优势
        1.3.2 光催化处理含铬废水的原理
        1.3.3 光催化处理含铬废水的研究现状
    1.4 半导体纳米二氧化钛光催化剂的合成方法、活性影响因素及改性方法
        1.4.1 TiO₂制备方法
        1.4.2 TiO₂光催化的活性影响因素
        1.4.3 TiO₂的改性方法
    1.5 二氧化钛光催化剂在降解污染物铬的应用及待解决问题
    1.6 本课题研究的意义研究内容和意义
第二章 实验部分
    2.1 化学药品与试剂
    2.2 材料的制备
        2.2.1 加酚水热碳球的制备
        2.2.2 C量子点溶液的制备(CDs)
        2.2.3 二氧化钛空心球的制备(TiO₂-HMSs)
        2.2.4 C量子点负载二氧化钛空心球的制备(TiO₂-HMSs-CDs)
    2.3 材料的性能表征
    2.4 材料的光催化性能研究
第三章 TiO₂-HMSs-CDs催化结果与讨论
    3.1 材料表征
        3.1.1 材料的场发射扫描电镜表征
        3.1.2 材料的高分辨透射电镜表征
        3.1.3 材料的结构性质分析
        3.1.4 材料的XRD表征
        3.1.5 材料的UV-vis光谱表征
        3.1.6 材料的红外光谱表征
        3.1.7 材料的荧光光谱表征
        3.1.8 材料的XPS能谱分析
        3.1.9 材料的光电流分析
    3.2 材料光催化性能研究
        3.2.1 C量子点负载量对材料光催化性能的影响
        3.2.2 形貌对材料光催化性能的影响
        3.2.3 总铬的去除效果
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
发表论文及参加科研情况
致谢



本文编号：3818334