改性纳米二氧化钛的制备及对环境有机污染物的降解研究

论文摘要

纳米TiO2作为一种新型光催化剂,利用其光催化降解有机污染物具有无毒、无二次污染、经济等特点,是新一代环保技术发展的方向,但由于TiO2带隙能较宽只能吸收紫外光,极大地限制了其在环境净化领域的应用范围,因此通过改性技术使纳米TiO2在可见光区具有光催化活性已成为光催化研究领域的重要课题。本论文着重研究了纳米TiO2的离子掺杂和表面敏化改性技术及改性光催化剂在光催化降解有机污染物中的应用。分别制备了氮掺杂TiO2、经氧化还原处理的氮铁共掺TiO2和四磺酸酞菁铜敏化TiO2（CuPcTs/Ti02）三种改性纳米光催化剂,采用SEM、XRD技术对三种光催化剂进行形貌和晶型表征,以邻苯二甲酸二-（2-乙基己基）酯（DEHP）和五氯酚（PCP）为模拟污染物,考察各改性催化剂的可见光催化活性。采用水解沉淀法制备了不同煅烧温度下的氮掺杂TiO2粉体光催化剂,通过对表征结果和对DEHP的光催化降解性能的分析,确定氮掺杂TiO2的最佳煅烧温度为500℃,可见光催化降解去除率为84.33%。在确定最佳氮掺杂工艺基础上进一步制备了经氧化还原处理的铁氮共掺TiO2纳米光催化剂。将其用于降解PCP观察其可见光催化活性,结果表明,氮铁之间的协同作用以及硼氢化钾对铁离子晶相的改变均明显提高了TiO2的可见光催化活性,光催化降解效率为86.8%。采用水热反应法合成了CuPcTs/TiO2复合纳米光催化剂,与未敏化的纯TiO2相比,CuPcTs/TiO2复合纳米光催化剂具有较高的光催化性能,可见光照射下对DEHP的降解去除率明显提高。在pH为5,催化剂用量为0.4g/L,光照时间为50min,初始浓度为10mg/L的DEHP水溶液中CuPcTs/TiO2的降解效果最佳,降解率达到93.6%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 引言
• 2光催化的基本原理'>1.2 TiO₂光催化的基本原理
• 2改性研究的方法'>1.3 TiO₂改性研究的方法
• 1.4 纳米光催化剂应用前景展望
• 1.5 光催化测试目标物的选择
• 1.6 课题研究的目标与内容
• 2的制备及对DEHP的光催化降解'>第二章 氮掺杂TiO₂的制备及对DEHP的光催化降解
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.3 结果与讨论
• 2.4 小结
• 2的制备及对PCP的光催化降解'>第三章 氮-铁共掺TiO₂的制备及对PCP的光催化降解
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 小结
• 2的制备及光催化活性的研究'>第四章 酞菁铜敏化TiO₂的制备及光催化活性的研究
• 4.1 引言
• 2复合光催化剂介绍'>4.2 酞菁/TiO₂复合光催化剂介绍
• 4.3 实验部分
• 4.4 结果与讨论
• 4.5 小结
• 第五章 结论
• 5.1 结论
• 5.2 不足与建议
• 参考文献
• 综述
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历