文档介绍：南开大学
硕士学位论文
二氧化钛纳米管的制备及光催化降解亚甲基蓝的研究
姓名:张飞白
申请学位级别:硕士
专业:环境工程
指导教师:肖羽堂
20090501
摘要纳米对诸多环境污染物有显著的光催化降解作用,光催化已发展成为新型的环境污染治理技术。作为光催化技术的核心,提高的光催化活性和表征,对比了四种不同电解液制备出催化剂的表面形貌以及光催化性能。对人工配制的模拟亚甲基蓝废水进行紫外光催化降解实验,研究了光催化剂的性能和影响因素,并进行了反应的动力学研究。制备的纳米管管径平均为;在电解液校毖趸缪刮.%。纳米管光催化剂可重复使用。研究了光催化降解亚甲基蓝的动力学特征,发现该降解反应符合一级反应动力学特征,反应速率常数为。关键词:纳米管阳极氧化法紫外光催化亚甲基蓝降解对光的利用率是当前光催化研究中最重要的研究课题。本文采用阳极氧化法制备出纳米管二氧化钛光催化剂,利用场发射扫描电镜、湎哐苌浞ā⒆贤猓杉止夤舛确ǎ缁Х治鲆堑燃际醵源呋两研究了在四种电解液体系中对进行阳极氧化制备纳米管,四种电解液分别是氟化铵蛩犸水缃庖篈环硫酸铵宜水缃液;氟化铵蛩犸甘油电解液;氢氟酸谆琼乙醇解液。研究发现纳米管的形成取决于孔底的电化学反应速率和化学溶解速率之间的平衡。在电解液校毖趸缪刮、氧化时间氧化时间敝票傅哪擅坠芄芫镀骄在℃下对催化剂进行了煅烧,发现经过骒焉蘸蟠呋恋墓獯化性能最好,此时的晶型为少量锐钛相与金红石相的混合状态。利用阳极氧化法制备二氧化钛纳米管能够有效的抑制晶粒的生长,光催化剂在紫外光区的吸光性增强,且发生微少红移,同时在可见光区的吸光性也有所增强。的吸收带边拓展至矶任.。具有良好形貌的纳米管二氧化钛同时具有良好的紫外和可见光吸收能力。光催化降解亚甲基蓝的实验结果表明,当亚甲基蓝初始浓度为/琾时,下煅烧的催化剂光催化活性最佳,光照羌谆兜慕到饴蚀锏、
;..;.瑆甀瓹’..,
甌篢,,..锣.%;
符号说明忍局墨丘毋按照出现先后顺序排列湎卟ǔ衍射角晶粒尺寸锐钛相的含量厶计字薪鸷焓嗟姆甯呋蚍迕婊计字腥耦严嗟姆甯呋蚍迕婊二氧化钛晶型含量计算常数晶体形状因子口衍射峰半高宽度反应速率反应时间光催化表面反应速率常数吸附平衡常数反应过程中有机物浓度岛有机物初始浓度零级反应表观速率常数七,一级反应表观速率常数衍射强度金红石相含量函锐钛相尺寸蟊金红石相尺寸≈吸收阈值禁带宽度蹴等电位点动力学方程拟合相关系数,.
痮。月学位论文作者签名:汤私自南开大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。
学位论文作者签名:易Ⅳ自如。月日南开大学学位论文版权使用授权书本人完全了解南开大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版;在不以赢利为目的的前提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。经指导教师同意,本学位论文属于保密,在年解密后适用本授权书。指导教师签名:学位论文作者签名:解密时间:年月日各密级的最长保密年限及书写格式规定如下:
纠第一章引言第一节课题背景有机组分大多以芳烃及杂环化合物为母体,并带有显色基团以及极性基团。废水中还含有较多的原料和副产品,如苯胺、酚类以及无机盐等。另外染料生产化范围大、组分复杂、浓度高、色度深等特点使得染料废水处理难度加大【。染程占地面积大、流程长、工程费用高,处理效果仍难令人满意。二是色度高,脱色困难。印染废水的色泽深,用一般的生化法难以去除,严重影响受纳水体理,如物理化学方法,常用的有离子交换、超滤、吸附法、膜技术等【】。化学法,如混凝、法【、氧化法卜⒌缃夥ā取I锓ǎ嵫鹾难豕ひ盏取】照法考俺ń到夥椒ā緈】。从国内部分染料厂废水处理工艺及效果看出,生态保护的统一,同时色度仍不易达标。因此,氧化能力较强,不产生二次污纳米二氧化钛是一种重要的无机功能材料,因其光催化性能强、稳定性好和价格低廉等优势成为一种优良的光催化材料【T谥诙嘈蚊驳哪擅锥趸众所周知,印染行业是工业废水的排放大户。据统计,全国印染废水排放量约为痙,主要来源于染料及染料中间体生产行业。废水中的品种多,并朝着抗光解、抗氧化、抗生物氧化方向发展。染料废水水质