改性TiO2薄膜对水杨酸光催化降解的影响

论文摘要

随着环境污染问题日趋严重，各国政府都纷纷投入巨资来研究和开发环境净化材料和环境治理技术，近年来逐渐发展起来的光催化降解技术为这一问题的解决提供了良好的途径。用于光催化降解环境污染物的催化剂TiO2因其稳定性好、催化效率高、无毒无害、价格低廉、使用安全等优点而成为目前研究的热点。但从光催化效率看，TiO2光催化材料还存在一些不足：半导体载流子的复合率高；催化剂的失活；较慢的反应速率；较低的光量子效率；难以预见的反应机制等问题，这都制约了TiO2在实际工程中的应用。本文利用溶胶-凝胶法在玻璃载玻片上制备了TiO2薄膜光催化剂，确定了载玻片负载TiO2薄膜催化剂的镀膜层数、热处理温度及最佳使用量，并着重考察了不同方式掺杂的铁离子及银离子改性、酸处理的TiO2薄膜以及有微量H2O2存在时TiO2薄膜光催化降解水杨酸的活性。实验表明：在本实验条件下，光催化降解水杨酸的TiO2玻璃负载催化剂镀膜层数为4层、热处理温度为500℃及最适宜用量为2片。改性后的TiO2薄膜光催化剂的活性均有不同程度的提高，其中体相掺铁离子和酸改性的TiO2薄膜光催化活性最高。另外，有微量的H2O2存在时可使TiO2光催化降解效率明显提高。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 光催化氧化机理
• 1.1.1 光催化氧化机理
• 1.1.2 光催化反应的基本步骤
• 1.2 二氧化钛光催化剂的制备
• 1.2.1 粉末型二氧化钛的制备
• 1.2.2 负载型二氧化钛的制备
• 1.3 影响二氧化钛光催化活性的因素及其提高途径
• 1.3.1 影响光催化活性因素
• 1.3.2 提高二氧化钛的光催化性能的途径
• 1.4 二氧化钛的固定化研究
• 1.4.1 二氧化钛光催化剂固定化载体的选择
• 1.4.2 光催化剂载体的主要作用
• 1.4.3 固定化技术
• 1.4.4 八种固定相下二氧化钛的制法
• 1.5 二氧化钛光催化技术在环境保护和污染治理方面的应用现状
• 1.5.1 在废水处理方面的应用
• 1.5.2 在空气净化方面的应用
• 1.5.3 光催化技术在其他领域的应用
• 1.6 本论文的研究目的、意义
• 2 实验材料和方法
• 2.1 实验所用试剂及仪器
• 2.1.1 实验所用原料及试剂
• 2.1.2 实验所用仪器及设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 分析方法
• 2.2.2 实验装置
• 2.2.3 模拟污染物水杨酸溶液的配制
• 2.2.4 玻璃容器的清洗
• 3 溶胶-凝胶法制备负载型二氧化钛薄膜
• 3.1 溶胶-凝胶法简介
• 3.1.1 溶胶-凝胶法的反应机理
• 3.1.2 以溶胶-凝胶法为基础的镀膜方法
• 3.2 薄膜制备
• 3.2.1 载体的预处理
• 3.2.2 溶胶的制备
• 3.2.3 负载型二氧化钛薄膜制备
• 3.3 二氧化钛薄膜催化剂用量的选择
• 4 不同改性二氧化钛薄膜的制备及其改性对光催化性能的影响
• 4.1 不同方式掺铁二氧化钛薄膜的制备及其改性对光催化活性的影响
• 4.1.1 不同方式掺铁的二氧化钛薄膜的制备
• 4.1.2 不同方式掺铁的二氧化钛薄膜光催化活性的研究
• 4.1.3 对不同方式掺杂铁离子提高二氧化钛薄膜光催化活性的讨论
• 4.2 不同方式掺银二氧化钛薄膜的制备及其改性对光催化活性的影响
• 4.2.1 不同方式掺银的二氧化钛薄膜的制备
• 4.2.2 不同方式掺银的二氧化钛薄膜光催化活性的研究
• 4.2.3 对不同方式掺杂银离子提高二氧化钛薄膜光催化活性的讨论
• 4.3 酸处理对二氧化钛薄膜的光催化活性的影响
• 4.3.1 酸处理的二氧化钛薄膜的制备
• 4.3.2 酸处理的二氧化钛溥膜的光催化活性的研究
• 2O₂对二氧化钛光催化降解活性的影响'>5 微量H₂O₂对二氧化钛光催化降解活性的影响
• 2O₂对二氧化钛光催化降解活性的影响'>5.1 微量H₂O₂对二氧化钛光催化降解活性的影响
• 2O₂提高二氧化钛光催化活性的讨论'>5.2 对微量H₂O₂提高二氧化钛光催化活性的讨论
• 6 研究结论及不足
• 6.1 结论
• 6.2 不足
• 7 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间所发表的学术论文
• 致谢