文档介绍：广东工业大学
硕士学位论文
稀土元素掺杂纳米TiO<,2>光电催化降解甲基橙的研究
姓名:周晓
申请学位级别:硕士
专业:应用化学
指导教师:陈世荣
20090601
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,以泡沫镍片为载体,制备了掺杂稀土离子、”、腞疶獯呋痢R约谆任DP头从ξ铮疾炝/的液相光催化性能,研究制备条件以及不同光源对其光催化性能的影响;着重考察了多种因素跏寂ǘ取⒋呋亮俊⒌缃庵实对/、/、疶疶贤夤夂涂杉獯呋到饧谆鹊挠跋煲约按呋恋幕钚浴⑽榷性和使用寿命。运用湎叻勰┭苌洹⒆贤猓杉瓷湮展馄住等多种手段,对光催化剂的形态结构和光电特性加以表征,探讨了影响稀土掺杂催化剂光催化性能的因素。以制备的负载型/光催化剂为工作电极,碳棒为对电极,在主波长为的紫外灯和氙灯为光源,设计并制作了适合实验室研究工作的光电催化降解反应装置。选择具有代表性的染料甲基橙为降解对象,在光电催化降解反应装置内对其进行了光催化、光电催化降解反应的研究。通过利用止夤舛燃撇舛勘晡锝到夤痰奈舛纫钥疾旖到庑剩徊用紫外一可见光分光光度计对降解溶液进行中间过程的扫描,以观察降解反应性能;采用平面波赝势方法进行密度泛函苣芰考扑悖D饧扑鉒和粼佣訲獯呋褰峁沟挠跋臁研究结果表明:采用溶胶一凝胶法制得的系列/薄光催化剂的光催化降解甲基橙的活性受光照条件、热处理温度、和掺杂离子的影响。当热处理温度为时,与相比,///,矿化量是的丁1碚鹘峁砻鞑粼酉⊥猎K睾螅涸匦蚏疶的光催化活性在可见光部分大有提高。提出在可见光条件下,/具有良好光催化活性的可能机理。实验结果表明:不同的稀土元素掺杂光电催化降解甲基橙的降解率的最佳电压、最佳外加电解质浓度不同。由降解前后溶液的紫外一可见光谱扫描表明甲基橙得到了破坏,基本分解成
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小分子物质。通过改变反应温度进行动力学研究,结果表明,该反应为一级反应,其活化通过平面波赝势方法进行密度泛函苣芰考扑悖訪和粼哟呋恋牡木褰峁菇醒芯浚扑憬峁砻鳎琇和粼尤钛矿晶体后禁带曲变小,费米能级变小。斓烙隩斓酪煌成导带,从而使晶体禁带宽度变小,芗侗湫 4佣沟缱右豢昭ǖ母春霞率降低,增强了光催化的活性。关键词:光电催化;;稀土掺杂;甲基橙;降解;动力学;平面波赝势能为广东畄笱妒Ш温畚痬。
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指导教师签字:頮杉笨日期:劲川,韭旅独创性声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在导师的指导下进行研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,不包含本人或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已经在论文中作了明确的说明,并表示了谢意。本学位论文成果是本人在广东工业大学读书期间在导师的指导下取得的,论文成果归广东工业大学所有。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任,特此声明。论文作者签字:广东荡笱镀哐宦畚
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第一章绪论弟一早我国印染废水污染现状、水质特性及危害自改革开放以来,我国的印染业也进入了高速发展时期。印染业在生产过程中排放出大量的废水,如何处理印染废水成为亟待解决的问题。本章介绍了印染废水的排放现状和水质特性,指出了印染废水对环境、人体的危害,继而对印染废水的常规处理方法以及印染废水处理新技术,特别是光催化、光电催化技术,进行了系统的论述。最后阐述了光电化学催化反应技术的优越性,指明了本研究的的目的和意义。印染加工的四个工序都要排出废水,预处理阶段ㄉ彰ā⑼私⒅罅丁⑵白、丝光等工序E懦鐾私纤⒅罅斗纤⑵追纤退抗夥纤旧üば蚺出染色废水,印花工序排出印花废水和皂液废水,整理工序则排出整理废水。印染废水是以上各类废水的混合废水,或除漂白废水以外的综合废水。印染行业生产过程中产生的印染废水,如果处理不当,会对环境造成很大的污染。据不完全统计,全国印染废水每天排放量为緇】印染废水的水质随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异,污染物组分差异很大。印染废水中所含有的化学物质主要有:①染料染色过程中能使纤维获得色泽的物质称为染料。根据其应用主要可以分为直接染料、酸性染料、分散染料、活性染料、金属络合染料、不溶性偶氮染料、还原染料、硫化染料、阳离子染料以及缩聚染料等。②助剂染和整助剂是能缩短加工周期、提高产品质量、改善产品性能、在染整过程中投加的药剂,主要包括表面活性剂、金属络合剂、还原剂、树脂整理剂和染色载体等【俊印染废水除含有染料、助剂和大量的浆料外,还含有苯胺、硝基苯、邻苯二甲酸类等含有苯环、胺基、偶氮等基团的有毒有机污染物。印染废水的水