Fe-Ti-分子筛催化剂的制备及其光催化性能研究

论文摘要

本论文以自制负载型分子筛催化剂为研究对象。用溶胶-凝胶法制备了负载型分子筛光催化剂，并且研究了负载型分子筛催化剂对偶氮染料刚果红的光催化降解能力。第一章系统阐述了分子筛的结构、性能、光催化效果及在其他领域的重要作用；简要介绍了光催化氧化的机理以及在废水处理中的应用；概括了负载型分子筛催化剂的研究现状、制备技术与表征方法。第二章介绍了本论文的主要研究内容，选题依据以及研究意义；列举了实验所用的仪器、试剂、实验装置，说明了分析实验结果及表征催化剂所用的方法。第三章是实验部分与结果分析。本论文是以分子筛为载体，用溶胶-凝胶法和离子交换法制备了一系列以ZSM-5型、RDSY型、REY型、HY型、REHY型分子筛为载体的Fe-Ti-分子筛、Ti-分子筛和Fe-分子筛负载型催化剂。本实验以偶氮染料刚果红为模型化合物，以TOC去除率和脱色率作为催化剂催化性能的评价指标进行催化剂光催化活性的评价。通过对降解后TOC去除率和脱色率的比较，筛选出催化性能较优的分子筛载体—ZSM-5型分子筛。再从以ZSM-5型分子筛为载体的一系列负载型分子筛催化剂中，筛选出最优的负载型分子筛催化剂—Fe（NO3）3-Ti-ZSM-5。用XRD、IR对自制Fe（NO3）3-Ti-ZSM-5型催化剂进行表征研究。研究了Fe、Ti元素的负载情况，结果表明Fe、Ti元素被引入分子筛内。采用自制Fe（NO3）3-Ti-ZSM-5型分子筛催化剂，光催化降解偶氮染料刚果红，通过比较TOC去除率和脱色率，优化光催化反应的反应条件。本实验中光催化的最佳反应条件为：pH=3，H2O2用量为1:500（v／v），催化剂的投加量为1 g／L。光降解时间为90min，TOC的去除率可达67％，脱色率可达100％。第四章总结了本论文的实验结果，并提出了进一步工作的构想及展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 分子筛概述
• 1.2.1 分子筛结构
• 1.2.2 分子筛的性能
• 1.3 光催化概述及负载型分子筛光催化剂的研究现状
• 1.3.1 光催化氧化概述及在废水处理中的应用
• 1.3.2 分子筛的作用及负载型分子筛光催化剂的研究现状
• 1.4 负载型分子筛光催化剂的制备、表征
• 1.4.1 负载型分子筛催化剂的制备方法
• 1.4.2 负载型分子筛光催化剂的表征
• 1.5 选题目的与研究意义
• 1.5.1 选题目的
• 1.5.2 研究意义
• 第二章 研究内容、主要试剂仪器及分析方法
• 2.1 研究内容
• 2.2 化学试剂、仪器及实验装置
• 2.2.1 主要试剂
• 2.2.2 仪器设备
• 2.2.3 实验装置
• 2.3 分析方法
• 2.3.1 脱色率
• 2.3.2 TOC去除率
• 2.3.3 催化剂的表征
• 第三章 实验部分与结果讨论
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 负载型催化剂的制备
• 3.1.2 空白实验
• 3.1.3 光催化降解实验
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 负载型催化剂的表征
• 3.2.2 刚果红最大吸收波长的确定及其标准曲线
• 3.2.3 催化剂的筛选
• 3.2.4 光催化实验的结果与讨论
• 第四章 总结与展望
• 4.1 总结
• 4.2 展望
• 参考文献
• 在校期间的研究成果
• 致谢