纳米二氧化钛光催化降解水中污染物

论文摘要

随着工业、农业、经济的快速发展,工业废水、化肥农药、废气尾气等难分解的各种污染物急剧增加,人类有限的水资源和赖以生存的大气受到日益严重的污染,威胁到人类和地球的生存。这些污染物的处理已成为全球性的重要课题。纳米TiO2光催化技术可以有效地将其他方法难以降解的有机污染物氧化分解成为H2O、CO2等无毒无害的无机小分子物质,成为废水处理和空气净化等环保领域的研究热点之一。本论文采用纳米TiO2为光催化剂降解水中的亚甲基蓝染料。当以纳米TiO2粉体为光催化剂,采用8W的UV-B紫外灯为光源时,亚甲基蓝可以很快地被光催化反应降解。纳米TiO2投加量为2g/L,光催化反应2.5h,亚甲基蓝的降解率可达93.24%。采用365nm-375nm的紫外LED作为光源时,光催化反应5h,亚甲基蓝的降解率为78.38%。采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜,应用于光催化实验,采用8W的UV-B紫外灯照射,光催化反应5h,亚甲基蓝的降解率为74.88%,催化效率大大低于纳米TiO2粉体。通过以上实验,对纳米TiO2光催化降解水中污染物进行了初步研究,并指出了今后的研究方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 半导体和纳米材料
• 1.2 纳米半导体良好的光催化特性
• 2光催化剂'>1.3 纳米TiO₂光催化剂
• 2光催化技术的历史发展'>1.4 纳米TiO₂光催化技术的历史发展
• 2光催化技术的相关研究'>1.5 国内纳米TiO₂光催化技术的相关研究
• 2光催化降解水中污染物研究中存在的问题'>1.6 TiO₂光催化降解水中污染物研究中存在的问题
• 1.7 本论文的研究内容
• 第二章 纳米二氧化钛光催化反应
• 2.1 纳米二氧化钛光催化反应机理
• 2.1.1 二氧化钛的能带结构
• 2.1.2 纳米二氧化钛光催化反应过程
• 2.2 二氧化钛的晶体结构及对光催化性能的影响
• 2.3 光催化反应的影响因素
• 2.3.1 催化剂
• 2.3.2 温度
• 2.3.3 pH值
• 2.3.4 外加氧化剂
• 2.3.5 盐
• 2.3.6 反应物浓度
• 2的投加量'>2.3.7 TiO₂的投加量
• 2.3.8 光源
• 2粉体的制备'>2.4 纳米TiO₂粉体的制备
• 2粉体'>2.4.1 物理法制备纳米TiO₂粉体
• 2粉体'>2.4.2 化学法制备纳米TiO₂粉体
• 2光催化技术的应用'>2.5 纳米TiO₂光催化技术的应用
• 2.5.1 有机污染物的光催化降解
• 2.5.2 无机污染物的处理
• 2.5.3 光催化技术的其他实际应用
• 2粉末光催化降解亚甲基蓝'>第三章 纳米TiO₂粉末光催化降解亚甲基蓝
• 3.1 实验材料与主要仪器设备
• 3.1.1 原料与试剂
• 3.1.2 主要仪器设备
• 3.2 实验方法
• 3.3 分析方法
• 3.4 实验结果与讨论
• 3.4.1 实验结果与数据分析
• 3.4.2 讨论
• 2薄膜光催化降解亚甲基蓝'>第四章 纳米TiO₂薄膜光催化降解亚甲基蓝
• 2薄膜'>4.1 纳米TiO₂薄膜
• 2固定化所用载体'>4.1.1 TiO₂固定化所用载体
• 2薄膜的制备方法'>4.1.2 纳米TiO₂薄膜的制备方法
• 2薄膜的制备及其光催化反应'>4.2 纳米TiO₂薄膜的制备及其光催化反应
• 4.2.1 原料与试剂
• 4.2.2 主要仪器设备
• 4.2.3 实验方法
• 4.2.4 实验结果与讨论
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 今后的研究方向
• 参考文献
• 致谢