文档介绍：中图分类号:O643 论文编号: 1028706 13-S110
学科分类号:083002
硕士学位论文
活性炭负载二氧化钛催化剂的制备及
光电催化性能的研究
研究生姓名王舜
专业类别环境工程
专业领域废水处理
指导教师王玲高工
南京航空航天大学
研究生院材料科学与技术学院
二О一二年十二月
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
The Graduate School
College of Material Science and Technology
Research on Preparation of Activated Carbon
Supported Titanium Dioxide and
Photoelectrocatalysis Performance
A Thesis in
Applied Chemistry
by
Wang Shun
Advised by
Senior Engineer Wang Ling
Submitted in Partial Fulfillment
of the Requirements
for the Degree of
Master of Science
December, 2012
承诺书
本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导
下进行的研究工作及取得的研究成果。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
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机构的学位或证书而使用过的材料。
本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部
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(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)
作者签名:
日期:
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
随着科学技术的日益发展,社会在不断进步,随之却产生了许多环境问题。水体污染一直
是人们比较关注的环境问题。高级氧化技术,作为一种新型的废水处理技术,具有处理程度彻
底、不产生二次污染等特点,是一种十分具有发展前景的水处理技术。二氧化钛光催化技术作
为高级氧化技术的一个分支,以其高催化活性、性质稳定、无污染、廉价等特点,在水体污染
物降解和气体净化领域得到了广泛的应用。由于二氧化钛材料本身存在一些缺陷,所以开发具
有可见光响应性和高光量子效率的新型二氧化钛催化剂成为了必然趋势。
本文采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛并将其负载在活性炭上,通过XRD、扫描电镜、
BET比表面积等测试方法重点研究了催化剂的结构形貌与性质特征,得到以下结论:热处理温
度为400℃和500℃的催化剂晶型为锐钛矿型,热处理温度为600℃和700℃的催化剂晶型为锐钛
矿型和金红石型的混合形态。二氧化钛颗粒比较均匀地负载在活性炭的表面,由于二氧化钛负
载在活性炭的孔状结构中,使得活性炭的比表面积略微下降。活性炭作为载体主要提升了催化
剂在可见光区的吸收强度。
本文以亚甲基蓝为研究对象,通过对亚甲基蓝的光电催化降解实验来评价催化剂的光电催
化活性,得出以下结论:热处理温度为600℃的催化剂光电催化活性最高,90min后亚甲基蓝的
%,锐钛矿型和金红石型的混合晶体有利于提高催化剂的催化活性。由正交实验
得出亚甲基蓝光电催化的最佳参数,反应时间为90min,·L-1,反应电压为15V,
·L-1,亚甲基蓝的初始浓度为25mg·L-1。亚甲基蓝的紫外可见吸收光谱图中,
在波长为664nm、618nm、293nm处的吸收峰逐渐降低,最后消失。催化反应过程中光电流的产
生和增强,进一步说明了外加电场对光催化反应能明显增加光催化活性。通过高效液相色谱实
验,间接证明了光催化反应过程中羟自由基的存在,并且羟自由基的浓度与生成物色谱峰的峰
面积呈正比关系。
关键词:二氧化钛,活性炭,溶胶凝胶法,亚甲基蓝,光电催化,高效液相色谱
I
活性炭负载二氧化钛催化剂的制备及光电催化性能的研究
ABSTRACT
With the development of science and technology, the society is improved constantly, whi