论文摘要
光催化氧化技术因具有效率高、能耗低、操作简便、反应条件温和、适用范围广及可减少二次污染等突出特点,在有机废水处理中备受关注。纳米TiO2具有比表面积大、无毒、成本低和使用寿命长等优点,在光催化降解领域应用前景广阔。但纳米TiO2呈强极性,粒子表面能高,在水及有机介质中易团聚,使纳米TiO2有效作用面积下降,在实际应用中受到很大的限制。同时有机污染物在纳米TiO2表层覆盖率低,纳米TiO2禁带宽度为3.2eV,其光催化特性只限于紫外波段,光响应范围窄,难以有效利用太阳光,影响纳米TiO2对有机污染物的吸附和光降解性能。解决上述问题的主要途径是对TiO2催化剂进行改性。印染行业是工业废水排放大户,印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点。含酚废水来源广,酚类物质已被我国、USEPA列为优先控制污染物。高效、经济、便捷地处理上述有机废水是污染控制化学,特别是环境光化学的研究热点。通过本论文的研究,得出以下结论:（1）建立了纳米TiO2表面修饰新技术:通过化学吸附法对纳米TiO2进行表面修饰,制备新的光催化剂:5-磺基水杨酸表面修饰纳米TiO2;（2）经过5-磺基水杨酸表面修饰的纳米TiO2具有以下特点:a.纳米粉体表面的可润湿性提高;b.增强了纳米粉体在介质中的界面相容性,提高其在介质中的分散性,避免团聚;c.增强吸附剂与有机废水中污染物的亲和力,提高有机污染物在纳米WiO2表层的覆盖率;d.扩大TiO2对波长响应范围,响应范围扩大至可见光区;e.光致产生羟基自由基产量高于纳米TiO2,提高了光催化效果;（3）为甲基紫可见光光降解提供一种新型的光催化剂。对比不同光照条件（避光、紫外灯、高压汞灯、日光色镝灯）下纳米TiO2和5-磺基水杨酸表面修饰纳米TiO2处理甲基紫废水的效果,5-磺基水杨酸表面修饰纳米TiO2对甲基紫溶液的去除率均高于纳米TiO2。以日光色镝灯为光源,5-磺基水杨酸表面修饰纳米TiO2对甲基紫光催化降解率均高于紫外光和高压汞灯光照条件。5-磺基水杨酸表面修饰纳米TiO2对甲基紫废水最佳光催化降解条件为:pH=9,甲基紫浓度为60mg/l,催化剂投加量为8.0g/l,日光色镝灯光照100min,去除率为91.3%;（4）为酚类污染物的光催化降解提供一种新方法。以日光色镝灯为光源,60mg 5-磺基水杨酸表面修饰的TiO2纳米粒子与pH=4,20mg/l对硝基苯酚溶液反应60min,光催化降解率由避光条件下的50.6%提高至92.6%,该方法优于其他处理方法;（5）采用茜素紫分光光度法问接测定光致产生羟基自由基量,光照（高压汞灯、日光色镝灯）条件下,5-磺基水杨酸修饰纳米TiO2光致产生羟基自由基产量均高于纳米TiO2。可见,通过简单的表面修饰技术,可提高纳米TiO2对含芳香族污染物废水的处理效果,为有机废水的处理提供新型光催化剂和深度处理新方法。
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中文摘要英文摘要第一章 光催化氧化技术及有机废水处理概况1 光催化技术2光催化氧化在水处理中的应用'>1.1 TiO2光催化氧化在水处理中的应用2光催化机理'>1.2 TiO2光催化机理1.3 纳米二氧化钛催化剂的性质1.3.1 物理化学性质1.3.2 光学特性1.3.3 光催化特性2光催化剂的制备'>1.4 纳米TiO2光催化剂的制备1.4.1 液相沉淀法1.4.2 溶胶-凝胶法1.4.3 醇盐水解法1.4.4 微乳液法1.4.5 水热法1.5 纳米二氧化钛光催化剂的表征1.6 纳米二氧化钛光催化活性的影响因素1.6.1 晶型1.6.2 颗粒粒径的影响1.6.3 电子-空穴对的分离效率2的表面活性'>1.6.4 TiO2的表面活性1.6.5 实验条件2可见光光催化材料进展'>1.7 TiO2可见光光催化材料进展2可见光光催化材料的重大意义'>1.7.1 研究TiO2可见光光催化材料的重大意义2表面修饰方法'>1.7.2 TiO2表面修饰方法2 印染废水概况2.1 印染废水来源、水质、水量2.2 印染废水处理方法3 含酚废水处理概况3.1 含酚废水来源3.2 酚类污染特点3.3 含酚废水处理方法优缺点4 本论文研究内容和目的2表面修饰新方法'>4.1 建立纳米TiO2表面修饰新方法2对甲基紫废水的处理效果,为可见光催化降解甲基紫提供一种新型的光催化剂'>4.2 探讨5-磺基水杨酸表面修饰纳米TiO2对甲基紫废水的处理效果,为可见光催化降解甲基紫提供一种新型的光催化剂2对对硝基苯酚废水的处理效果'>4.3 探讨5-磺基水杨酸表面修饰纳米TiO2对对硝基苯酚废水的处理效果2提高光催化效果作用机制'>4.4 探讨5-磺基水杨酸表面修饰纳米TiO2提高光催化效果作用机制参考文献2降解染料废水'>第二章 5-磺基水杨酸表面修饰纳米TiO2降解染料废水1 引言2 材料与方法2.1 仪器和试剂2的表面修饰'>2.2 纳米TiO2的表面修饰2.3 光催化降解2.4 试样分析及数据处理3 结果与讨论2吸光性能的影响'>3.1 表面修饰对纳米TiO2吸光性能的影响3.2 红外光谱研究表面修饰基团3.3 光源条件3.4 pH变化对甲基紫去除效果的影响3.5 甲基紫初始浓度对去除效果的影响3.6 催化剂投加量对甲基紫去除效果的影响3.7 反应时间对甲基紫去除效果的影响3.8 不同光源对甲基紫溶液去除率的影响3.9 不同方法对甲基紫去除效果比较4 总结参考文献2光催化降解对硝基苯酚'>第三章 5-磺基水杨酸表面修饰纳米TiO2光催化降解对硝基苯酚1 引言2 材料与方法2.1 试剂与仪器2的表面修饰'>2.2 纳米TiO2的表面修饰2.3 光催化降解2.4 试样分析及数据处理3 结果与讨论3.1 不同光源对去除率的影响3.2 pH值对降解率的影响3.3 反应时间对降解率的影响3.4 初始浓度对降解率的影响3.5 催化剂用量对去除率的影响3.6 体积对对硝基苯酚光催化降解的影响3.7 不同处理方法对对硝基苯酚去除效果比较4 结论参考文献2对羟基自由基产量的影响'>第四章 表面修饰纳米TiO2对羟基自由基产量的影响1 引言2 材料与方法2.1 试剂与仪器2.2 实验方法2.3 试样分析及数据处理3 结果与讨论3.1 pH值与羟基自由基产量的关系3.2 催化剂投加量与羟基自由基产量的关系3.3 光照时间与羟基自由基产量的关系3.4 茜素紫浓度与羟基自由基产量的关系3.5 催化剂和光源对羟基自由基产量的影响4 结论参考文献结语主要结果与创新点研究不足之处展望攻读硕士学位期间完成的论文致谢
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标签：纳米论文; 表面修饰论文; 磺基水杨酸论文; 光催化降解论文; 有机废水论文; 羟基自由基论文;
