光催化氧化—还原法制备Ag/TiO2光催化剂

论文摘要

论文从光催化氧化反应和光催化还原反应的基本原理出发,设计了光催化氧化-还原反应耦合反应。依据光催化氧化、光催化还原反应的相互促进、相互协同作用的特点,以TiO2超细微粉为光催化剂,以AgNO3溶液、苯酚溶液为反应体系,系统地研究了光催化氧化反应、光催化还原反应与光催化氧化-还原反应条件与参数,以制备高活性负载型催化剂为目的,制备出Ag/TiO2负载型光催化剂,探索降解有机物同时制备负载光催化剂的新方法。在光催化氧化反应体系中,以低浓度苯酚溶液为氧化降解反应对象,优化了光催化氧化降解反应的条件。在光催化还原反应体系中,以AgNO3溶液中Ag+为研究对象,优化了光催化还原反应的反应条件。分别研究了超声场协同光催化氧化反应、超声场协同光催化还原反应的优化条件。在光催化氧化-还原耦合反应体系中,分别从苯酚溶液氧化降解和Ag+还原沉积角度研究了反应条件参数,证实耦合反应的光催化氧化反应、光催化还原反应的反应活性均高于单一氧化反应、还原反应。确定优化配方为:AgNO3溶液浓度0.2 g.L-1,苯酚溶液浓度0.02 g.L-1,催化剂用量0.75 g.L-1,pH值6,反应温度298K。超声场协同强化作用的条件为超声频率45 KHz,超声功率270 W。采用光催化氧化-还原耦合反应法制备Ag/TiO2负载型催化剂的优化制备条件为:AgNO3溶液初始浓度0.02 g.L-1,反应时间2 h,催化剂用量为0.75 g.L-1,苯酚溶液浓度0.02 g.L-1,pH值4,氮气气氛,所制备的Ag/TiO2负载型光催化剂中,Ag颗粒粒径为7-10 nm,Ag相对含量为1.26%。以苯酚溶液为降解对象,反应时间80 min内光催化降解率可达到99.23%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 文献综述
• 1.1 光催化反应及其主要应用
• 1.2 光催化反应机理
• 1.3 光催化反应的主要影响因素
• 1.4 光催化氧化反应研究进展
• 1.5 光催化还原反应研究进展
• 1.6 光催化氧化-还原反应研究进展
• 2光催化剂的研究进展'>1.7 负载型Ag/TiO₂光催化剂的研究进展
• 1.8 本研究的目的、意义与主要内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验药品及仪器设备
• 2.1.1 主要仪器设备
• 2.1.2 主要原料及药品
• 2.2 实验方法与过程
• 2.2.1 光催化氧化
• 2.2.2 超声协同光催化氧化
• 2.2.3 光催化还原
• 2.2.4 超声协同光催化还原
• 2.2.5 光催化氧化-还原
• 2.2.6 超声协同光催化氧化-还原
• 2.3 分析测试
• 2.3.1 分析方法与仪器设备
• 2光催化剂表征方法与仪器设备'>2.3.2 Ag/TiO₂光催化剂表征方法与仪器设备
• 2颗粒特征'>2.4 TiO₂颗粒特征
• 第三章 光催化氧化降解苯酚溶液的研究
• 2用量的影响'>3.1 TiO₂用量的影响
• 3.2 苯酚溶液初始浓度的影响
• 3.3 溶液pH值的影响
• 3.4 温度的影响
• 3.5 超声场的影响
• 本章小结
• 第四章 光催化还原反应研究
• 4.1 空白实验
• 2用量的影响'>4.2 TiO₂用量的影响
• 3溶液初始浓度的影响'>4.3 AgNO₃溶液初始浓度的影响
• 4.4 反应时间的影响
• 4.5 溶液pH值的影响
• 4.6 反应温度的影响
• 4.7 超声场的影响
• 本章小结
• 第五章 光催化氧化-还原反应研究
• 5.1 正交实验
• 5.2 不同反应过程的比较
• 5.3 反应时间的影响
• 5.4 pH值的影响
• 5.5 温度的影响
• 5.6 超声场的影响
• 5.7 催化剂的表征
• 5.7.1 XRD图谱
• 5.7.2 TEM图谱
• 5.7.3 光催化氧化活性
• 本章小结
• 2光催化剂制备与表征'>第六章 Ag/TiO₂光催化剂制备与表征
• 2溶液浓度的影响'>6.1 AgNO₂溶液浓度的影响
• 6.2 还原时间的影响
• 2用量的影响'>6.3 TiO₂用量的影响
• 6.4 苯酚溶液浓度的影响
• 6.5 溶液pH值的影响
• 6.6 反应气氛的影响
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 已发表论文与取得的成果
• +的测定'>附件1: Ag⁺的测定
• 附件2: 苯酚的测定