TiO_2石墨烯复合光催化剂处理染料废水的研究.pdf

《TiO_2石墨烯复合光催化剂处理染料废水的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、中图分类号：X52TiO2/石墨烯复合光催化剂处理染料废水的研究环境科学李静周仕林副教授张章堂教授二○一三年一月学校代码：10252学号：102441247上海理工大学硕士学位论文TiO2/石墨烯复合光催化剂处理染料废水的研究姓名李静系别环境与建筑学院专业环境科学研究方向环保材料指导教师周仕林副教授张章堂教授学位论文完成日期2013年1月UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyMasterDissertationTiO2/grapheneNano-compositeasaPhotocatalystforDyeWastew

2、aterTreatmentNameLiJingDepartmentSchoolofEnvironmentandArchitectureSpecialtyEnvironmentScienceResearchDirectionEnvironment-friendlyMaterialsSupervisorAssociateProfessorZhouShilinProfessorChangChangTangCompleteDateJanuary2013学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学位论文保留并向国家有关部门或机构送交论文

3、的复印件和电子版。允许论文被查阅和借阅。本人授权上海理工大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密年□本学位论文属于不保密□学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：年月日摘要我国是世界上染料生产和消费

4、的第一大国，染料广泛应用于纺织、化妆品等行业，由此产生了大量染料废水。染料废水水质复杂，有机物和盐分的含量高，具有毒性大、COD高、色度高、可生化降解性较差等特点，使得其治理成为工业废水的难点。光催化降解技术是一种可以有效处理染料废水的技术手段。本实验以商业TiO2(P25)为原材料，通过氧化-分散-还原法制备石墨烯，对P25进行改性，制备出TiO2/石墨烯复合光催化剂。同时还通过HR-TEM、XRD、氮气等温吸附/脱附实验、UV-vis、TGA等技术对复合材料的微观结构及其他物化性质进行了表征分析。研究了复合材料对水中染料的吸附和光催化降解性能，确定了最佳实验条件

5、。并经过实验研究得出以下结论：1、通过Hummers氧化法制备了氧化石墨，并通过超声剥离的方法得到氧化石墨烯，之后通过水热法制备了不同石墨烯含量的TiO2/石墨烯复合光催化材料，在水热过程中完成了氧化石墨烯的还原，且成功将P25负载至石墨烯之上。2、制备的TiO2/石墨烯复合光催化剂为中孔洞材料，TiO2/石墨烯复合材料的比表面积比TiO2有明显增加，且比表面积随着石墨烯含量的增加而增加。石墨烯的加入不但使复合材料在可见光区域对光的吸收明显增加，同时改善了材料对紫外光的吸收情况。通过Kubelka-Munk方程式计算得知，复合材料的带隙相比P25有明显的降低。3、相

6、对于纯TiO2而言，TiO2/石墨烯复合材料对于染料的吸附性能明显增加，且吸附量随着石墨烯含量的增加而增加。并且经过等温吸附实验及计算得知，P25-10%GN对染料MB(methyleneblue)的饱和吸附量为50mg/g。4、光催化降解实验表明TiO2/石墨烯比单纯的TiO2对于染料有更好的光催化去除效率。并且得出TiO2/石墨烯复合材料光催化降解染料RBk5(ReactiveBlack5)实验的最佳操作条件为：RBk5起始浓度为10mg/L，催化剂用量0.4g/L，反应液pH=3，反应温度25°C。在UV365nm光源（功率8W）照射100分钟后，RBk5的去

7、除率可达95%以上。5、TiO2/石墨烯对RBk5的光催化降解符合拟一级反应动力学模型，其相关系数均在0.98以上。通过动力学分析可以看出，TiO2/石墨烯复合材料的最佳石墨烯添加量为1%。关键词：二氧化钛石墨烯吸附光催化染料MBRBk5ABSTRACTOurcountryisthelargestintheworldofdyeproductionandconsumption.Dyesarewidelyusedintextile,cosmeticsandotherindustries.Effluentfromtheseindustrieshashighconten