高效二氧化钛光催化剂的制备及其性能研究

《高效二氧化钛光催化剂的制备及其性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、武汉科技大学硕士学位论文高效二氧化钛光催化剂的制备及其性能研究姓名：张海禄申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：童仕唐20041031武汉科技大学硕士学位论文第1页前言光催化氧化技术是近20年来才出现的水处理新技术，它起源于能源危机的七十年代。1972年日本的Fujishima和Honda[11发现氧化钛单晶电极光解水生成氢气以来，多相光催化氧化技术引起众多的兴趣‘2】；1976年John．H．Carry[3】首次将光催化技术应用于多氯联苯的脱氯，发现Ti02悬浮液中，浓度约为50斗g／1的联苯氯化物经过半小时的光照反应，即完全脱氯，中间

2、产物中没有联氯。八十年代后期，随着对环境污染控制研究的同益重视，光催化氧化法被应用于气相和水相中一些难降解污染物的治理研究，并取得了显著的效果。目前几乎环境中存在的主要污染物均已被尝试用光催化氧化法进行分解【4。J。光催化氧化作为一种高级氧化技术，以太阳光为潜在的辐射源，在常温常压下进行反应，不产生二次污染且费用低廉，从而为太阳能转化利用和消除环境污染提供了一条良好的途径。在光催化氧化技术研究中，提高光催化剂的催化效果是研究重点领域之一，本文也集重点于此，制备高效的钛基光催化剂，以其降解水中有机污染物为评价指标，以期为光催化技术的实际应用提供

3、优良的催化材料。武汉科技大学硕士学位论文第4页中文摘要本研究的主要目的是制备高活性的Ti基光催化剂，研究内容包括采用溶胶凝胶法结合室温溶剂蒸发诱导制备纳米Ti02，对不同晶型的Ti02进行贵金属沉积、杂原子掺杂和表面酸化处理。此外还对试验体系的光催化降解DBSNa的盐效应，光催化降解低浓度有机污水的影响因素和动力学进行了探讨。结果表明：s01．gel法结合室温溶剂蒸发诱导可制备出品型良好的锐钛型纳米Ti02；过渡元素和稀土元素杂原子掺杂，贵金属掺杂和表面酸化处理是有效提高Ti02光催化活性的途径；试验体系中，在DBSNa的降解过程中加入适量的

4、盐，可以大大加速降解效果：光催化降解水中有机物，溶液pH值，Ti02投加量，曝气速率，被降解物起始浓度等是影响降解效果的重要因素；对起始浓度较低的有机物光催化降解过程可利用简化的Langmuir-Hinshelwood动力学方程进行描述，反应级数为拟一级。关键词：光催化；二氧化钛：表面改性；盐效应；动力学武汉科技大学硕士学位论文第5页ABS’11RACllThisstudymainlyfocusedonthepreparationofhighlyefficientTi02photocatalysis．Researchcontentsinclu

5、dethepreparationofnanocrystallineTi02bysol-gelprocessingfollowedbyroomtemperaturesolventevaporationinducementmethod(SGRTSE)；themodificationofTi02bypreciousmetal，transitionalandrare—earthelement；andthesulfuricacidtreatmenttoimprovethephotocatalyticactivity．Inaddition，tileeff

6、ectsofsaltspeciesinthephotocatalyticdegradationofDBSNaaqueoussolution，theaffectingfactorsandkineticsofphotocatalyticdegradationofmethylorangeareinvestigatedinthepaper．TheresultsshowthatperfectanatasenanocrystallineTi02canbeobtainedbySGRTSEmethodandthephotocatalyticactivityo

7、fTi02canbeimprovedbydopingandsurfacetreatment．Intheexperimentalsystem，theaddingsofpropersaltsarebeneficialtothephotocatalyticdegradationofDBSNa．ThepHvalueofsolution，addingamountofTi02，flowrateofair,andinitialconcentrationarethemaininfluencefactorsforthephotocatalyticdegrada

8、tionofmethylorange，andtheapparentreactionorderispseudo—first—order,whichcouldhedes