光电催化复合系统的建立及对喹啉降解研究

发布时间：2024-04-14 14:43

　　喹啉是煤化工废水二级出水中的一种典型的难降解有机物之一,它广泛地存在于地表水和土壤中。传统的物理吸附法和生物降解法面临成本高、处理周期长等问题,难以投入实际应用。因此,寻求一种稳定高效的喹啉深度处理方法迫在眉睫。光电催化(PEC)氧化技术是高级氧化技术的一个分支,通过光催化过程与电化学过程相结合,产生强氧化性的·OH对污染物进行无选择性的高效氧化。本论文以光电催化氧化技术为基础,研制了基于钛网铜网的金属氧化物催化剂,依据Z-Scheme半导体异质结原理设计了3D堆叠式光电催化反应器,考察了光电催化反应体系降解喹啉的效能,探究了影响降解反应的因素,为之后对体系的放大和实际煤化工废水深度处理奠定基础。采用阳极氧化法、光还原沉积法制备Ag-TiO₂/Ti光电阳极,湿式化学氧化法、水热法制备Cu₂O/g-C₃N₄光电阴极。从表面形貌、晶型结构、化学键组成和光电化学性能等多方面对催化剂进行表征。依据Z-Scheme复合半导体异质结原理和基于传统负载型光电催化反应器结构,并结合网状催化剂结构,搭建了3D堆叠式光...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1喹啉结构式

含氮杂环有机物具有复杂的结构特性、低生物降解性和在水溶液中的高溶解度,比脂肪族与芳香族化合物更加难以降解,因此研究对含氮杂环化合物的处理对于煤化工废水深度处理具有重要意义[3]。喹啉(quinoline)是煤化工废水中的重要污染物之一,也是一种典型的含氮杂环有机物,其结构如图1-....

图1-2光催化氧化技术原理图

光催化氧化技术是高级氧化中的一个重要分支,1972年日本的Fujishima等发表了“TiO2半导体光分解水”一文开启了光催化氧化领域的大门[25]。光催化氧化的原理是半导体光催化剂在紫外光或可见光的照射下,当半导体接受了比禁带宽度更大的能量时,引起价带中的电子向导带迁移,产生具....

图1-3光电催化氧化技术原理[47]

光电催化(photoelectrocatalysis)技术是通过光催化过程与电化学过程相结合,通常将具有光催化活性的电极作阳极,在光照射下促进电子从价带迁移至导带,产生带正电的空穴;同时向光催化剂施加外部偏置电势,通过外电路将光生电子迁移至阴极,避免在光催化过程中电子与空穴的快速....

图1-4氧化亚铜晶体结构图

氧化亚铜(CuprousOxide)是铜的一价氧化物,分子量为143.08,熔点为1508K,当温度达2000K以上会分解为Cu与O2。氧化亚铜晶体为赤铜矿的晶体结构,属于一种简单的立方晶系,晶格常数a=b=c=4.269?,属于Pn-3m空间群。如图1-4为氧化亚铜的晶体结构....

本文编号：3954843