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纳米TiO2/磁性活性炭光催化剂制备与性能研究

2020-12-11阅读(268)

纳米TiO2/磁性活性炭光催化剂制备与性能研究

论文摘要

论文首先研究了TiO2在典型商品活性炭载体上的负载,得到比表面积适中且中孔发达的褐煤基活性炭适合作为光催化剂的载体。然后,以褐煤为原料、Fe3O4为赋磁剂、水蒸气活化法制备了煤基磁性活性炭作为载体,采用溶胶—凝胶法制备了TiO2/磁性活性炭复合光催化剂并对其性能进行表征,以苯酚为模型化合物,对其光催化性能进行评价,同时还探讨了磁性活性炭和纳米TiO2光催剂之间的相互作用机制。结果表明：TiO2为锐钛矿相,晶粒粒径为10.3nm,分布在磁性活性炭载体表面和孔道中；赋磁剂Fe3O4部分转化为FeO和γ-Fe2O3;磁性活性炭与TiO2在污染物降解时具有协同效应；赋磁剂形成的微磁场对光生电子和空穴的分离有促进作用；纳米TiO2/磁性活性炭光催化剂可以采用外磁场回收,循环使用。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 详细摘要
  • 1 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 光催化氧化技术的研究现状
  • 1.2.1 光催化氧化的基本原理
  • 2光催化剂的性质'>1.2.2 TiO2光催化剂的性质
  • 2光催化剂存在的问题'>1.2.3 TiO2光催化剂存在的问题
  • 2/AC复合光催化剂的研究现状'>1.3 TiO2/AC复合光催化剂的研究现状
  • 2的复合方式'>1.3.1 活性炭与TiO2的复合方式
  • 2的机械混合'>1.3.2 活性炭与TiO2的机械混合
  • 2在活性炭上的负载'>1.3.3 TiO2在活性炭上的负载
  • 2颗粒'>1.3.4 活性炭包覆TiO2颗粒
  • 2体相'>1.3.5 活性炭分散于TiO2体相
  • 2/AC复合光催化剂改性'>1.3.6 TiO2/AC复合光催化剂改性
  • 2之间的协同效应'>1.3.7 活性炭与TiO2之间的协同效应
  • 2/MAC复合光催化剂的研究现状'>1.4 TiO2/MAC复合光催化剂的研究现状
  • 1.4.1 磁性活性炭载体的研究现状
  • 2/MAC复合光催化剂的研究进展'>1.4.2 TiO2/MAC复合光催化剂的研究进展
  • 1.5 课题的提出
  • 1.6 论文拟开展的工作
  • 1.7 论文研究的特色与创新之处
  • 1.8 本章小结
  • 2 研究装置及方法
  • 2.1 主要化学试剂及仪器
  • 2.2 复合光催化剂的制备与表征
  • 2.2.1 研究技术路线
  • 2.2.2 复合光催化剂的制备方法
  • 2.2.3 复合光催化剂的表征方法
  • 2.2.4 复合光催化剂的光催化性能测定
  • 2.3 本章小结
  • 2溶胶在活性炭载体上的负载'>3 纳米TiO2溶胶在活性炭载体上的负载
  • 3.1 引言
  • 2的制备及表征'>3.2 纳米TiO2的制备及表征
  • 2的XRD分析'>3.2.1 纳米TiO2的XRD分析
  • 2的Uv-vis分析'>3.2.2 纳米TiO2的Uv-vis分析
  • 2的FT-IR分析'>3.2.3 纳米TiO2的FT-IR分析
  • 2光催化降解苯酚性能研究'>3.2.4 纳米TiO2光催化降解苯酚性能研究
  • 3.3 活性炭载体的选择及表征
  • 3.3.1 活性炭载体的组成及结构特性
  • 3.3.2 活性炭载体的表面官能团分析
  • 3.3.3 活性炭载体的微观形貌分析
  • 2溶胶在活性炭载体上的负载'>3.4 纳米TiO2溶胶在活性炭载体上的负载
  • 2负载对活性炭载体的比表面积和孔结构的影响'>3.4.1 TiO2负载对活性炭载体的比表面积和孔结构的影响
  • 2/AC微观形貌分析'>3.4.2 TiO2/AC微观形貌分析
  • 2/AC的EDX能谱分析'>3.4.3 TiO2/AC的EDX能谱分析
  • 2/AC的XRD分析'>3.4.4 TiO2/AC的XRD分析
  • 2/AC的Uv-vis光谱分析'>3.4.5 TiO2/AC的Uv-vis光谱分析
  • 2负载量分析'>3.4.6 TiO2负载量分析
  • 2负载对活性炭载体吸附苯酚性能影响分析'>3.4.7 TiO2负载对活性炭载体吸附苯酚性能影响分析
  • 2/AC对苯酚的光催化性能分析'>3.4.8 TiO2/AC对苯酚的光催化性能分析
  • 2与AC质量比对TiO2负载率的影响'>3.4.9 TiO2与AC质量比对TiO2负载率的影响
  • 3.5 本章小结
  • 4 磁性活性炭载体的制备及性能表征
  • 4.1 褐煤基磁性活性炭载体的制备及工艺参数优化
  • 4.1.1 炭化温度对磁性活性炭吸附性能的影响
  • 4.1.2 炭化时间对磁性活性炭吸附性能的影响
  • 4.1.3 活化温度对磁性活性炭吸附性能的影响
  • 4.1.4 活化时间对磁性活性炭吸附性能的影响
  • 4.1.5 活化水蒸气量对磁性活性炭吸附性能的影响
  • 4.2 褐煤基磁性活性炭载体的表征
  • 4.2.1 料条的热重-差热分析
  • 4.2.2 褐煤基磁性活性炭的比表面积和孔结构分析
  • 4.2.3 渴煤基磁性活性炭的XRD分析
  • 4.2.4 褐煤基磁性活性炭的SEM分析
  • 4.2.5 褐煤基磁性活性炭的TEM分析
  • 4.2.6 褐煤基磁性活性炭的EDX能谱分析
  • 4.2.7 褐煤基磁性活性炭的FT-IR分析
  • 4.2.8 褐煤基磁性活性炭的磁性能分析
  • 3O4转化机理分析'>4.3 赋磁剂Fe3O4转化机理分析
  • 3O4的转化机理分析'>4.3.1 赋磁剂Fe3O4的转化机理分析
  • 3O4的转化率计算'>4.3.2 赋磁剂Fe3O4的转化率计算
  • 4.4 本章小结
  • 2/磁性活性炭光催化剂的制备及表征'>5 纳米TiO2/磁性活性炭光催化剂的制备及表征
  • 2/MAC复合光催化剂的制备'>5.1 纳米TiO2/MAC复合光催化剂的制备
  • 2/MAC复合光催化剂的表征'>5.2 纳米TiO2/MAC复合光催化剂的表征
  • 2的负载量分析'>5.2.1 TiO2的负载量分析
  • 2/MAC光催化剂的XRD分析'>5.2.2 纳米TiO2/MAC光催化剂的XRD分析
  • 2/MAC光催化剂的比表面积和孔结构分析'>5.2.3 纳米TiO2/MAC光催化剂的比表面积和孔结构分析
  • 2/MAC光催化剂的SEM分析'>5.2.4 纳米TiO2/MAC光催化剂的SEM分析
  • 2/MAC光催化剂的TEM分析'>5.2.5 纳米TiO2/MAC光催化剂的TEM分析
  • 2/MAC光催化剂的EDX能谱分析'>5.2.6 纳米TiO2/MAC光催化剂的EDX能谱分析
  • 2/MAC光催化剂的Uv-vis光谱分析'>5.2.7 纳米TiO2/MAC光催化剂的Uv-vis光谱分析
  • 2/MAC光催化剂的FT-IR分析'>5.2.8 纳米TiO2/MAC光催化剂的FT-IR分析
  • 2/MAC光催化剂的性能分析'>5.3 纳米TiO2/MAC光催化剂的性能分析
  • 2/MAC光催化剂对苯酚的吸附性能分析'>5.3.1 纳米TiO2/MAC光催化剂对苯酚的吸附性能分析
  • 2/MAC光催化剂的光催化性能分析'>5.3.2 纳米TiO2/MAC光催化剂的光催化性能分析
  • 2/MAC光催化剂的磁性能分析'>5.3.3 纳米TiO2/MAC光催化剂的磁性能分析
  • 2/MAC光催化剂的重复使用性分析'>5.3.4 纳米TiO2/MAC光催化剂的重复使用性分析
  • 5.4 本章小结
  • 6 赋磁剂与光催化剂相互作用机理研究
  • 2/磁性活性炭光催化剂模型建立'>6.1 纳米TiO2/磁性活性炭光催化剂模型建立
  • 6.2 赋磁剂对光催化剂性能的影响分析
  • 6.2.1 赋磁剂对光催化自由基反应的影响
  • 6.2.2 赋磁剂对光生电子—空穴分离性能的影响
  • 6.3 光催化剂对赋磁剂性能的影响分析
  • 2对赋磁剂组成的影响分析'>6.3.1 TiO2对赋磁剂组成的影响分析
  • 2对复合光催化剂磁性能的影响分析'>6.3.2 TiO2对复合光催化剂磁性能的影响分析
  • 6.4 本章小结
  • 7 结论与展望
  • 7.1 结论
  • 7.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介
  • 在学期间发表的学术论文
  • 在学期间参加科研项目

    • 相关论文文献

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