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掺杂改性TiO2的制备、表征及处理TNT红水研究

2020-12-11阅读(649)

掺杂改性TiO2的制备、表征及处理TNT红水研究

论文摘要

光催化技术作为最有发展前景的环境污染治理技术之一,越来越受到人们的重视。Ti02由于其自身的优点,如无毒、光稳定、化学稳定、价廉,对反应底物的光催化降解彻底等,已经成为了目前最有发展潜力的光催化剂。但是到目前为止,Ti02光催化技术仍然存在两方面问题没有解决：较低的可见光利用率和较低的量子效率。因此,如何通过改性有效地提高对可见光的利用,降低光生电子-空穴对的复合几率,提高量子效率,是今后光催化技术研究的重点。本论文以四氯化钛制得的过氧化钛（PTC）为前驱体,采用溶胶凝胶法在低温下首先制备了可见光响应的TiO2、Fe3+掺杂TiO2（Fe-TiO2）、N掺杂TiO2（N-TiO2）、S掺杂TiO2（S-TiO2）等单一掺杂样品,然后以Fe3+掺杂过氧化钛（Fe-PTC）为前驱体制备了Fe-N-TiO2、Fe-S-TiO2和Fe-N-S-TiO2共掺杂样品。掺杂改性的Ti02结构和性能分别通过XRD、FT-IR、UV-Vis来表征。XRD数据表明,所制备的掺杂改性Ti02全为锐钛矿晶型,结合FT-IR数据分析可知,Fe3+不是以氧化物的形式存在于样品中,而是取代了部分晶格Ti4+, N、S元素取代了部分晶格O掺杂到Ti02晶格中。UV-Vis结果表明,掺杂的Ti02吸收边界向可见光区移动,对可见光的吸收明显增强,光催化性能得到提高。在此基础上,通过光催化降解TNT红水实验研究表明,S-Ti02是所有单掺杂样品中催化性能最好的；共掺杂样品的光催化性能要优于单一掺杂样品的光催化性,Fe-N-S-TiO2是所有共掺杂样品中催化性能最好的。研究还表明,红水中的TNT可以在12小时内催化降解91.4%,比同样条件下纯Ti02的催化效率提高了近一倍。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 2的结构特性、光催化机理及其应用'>1.1 TiO2的结构特性、光催化机理及其应用
  • 2晶体结构'>1.1.1 TiO2晶体结构
  • 2的光催化机理'>1.1.2 TiO2的光催化机理
  • 2光催化应用'>1.1.3 TiO2光催化应用
  • 2光催化性能国内外研究进展'>1.2 TiO2光催化性能国内外研究进展
  • 2光催化性能的主要影响因素'>1.2.1 TiO2光催化性能的主要影响因素
  • 2光催化性能的研究进展'>1.2.2 提高TiO2光催化性能的研究进展
  • 2光催化法处理TNT红水的研究进展'>1.3 TiO2光催化法处理TNT红水的研究进展
  • 1.3.1 TNT红水危害
  • 1.3.2 TNT红水常用处理方法
  • 2光催化处理TNT研究现状'>1.3.3 TiO2光催化处理TNT研究现状
  • 1.4 本论文的研究目的、意义及主要研究内容
  • 2光催化降解TNT红水存在的问题'>1.4.1 TiO2光催化降解TNT红水存在的问题
  • 1.4.2 本论文的研究目的与意义
  • 1.4.3 本论文的主要研究内容
  • 2制备、表征及处理TNT红水'>第2章 Fe-TiO2制备、表征及处理TNT红水
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 主要实验试剂
  • 2.2.2 主要实验仪器
  • 2和Fe-TiO2的制备'>2.2.3 纯TiO2和Fe-TiO2的制备
  • 2和Fe-TiO2的表征'>2.3 纯TiO2和Fe-TiO2的表征
  • 2.3.1 表征方法
  • 2.3.2 光催化活性测试
  • 2.4 结果与讨论
  • 2.4.1 X射线衍射分析
  • 2.4.2 FT-IR谱图分析
  • 2.4.3 UV-vis表征结果
  • 2.4.4 光催化降解TNT结果
  • 2.5 本章小结
  • 2和S-TiO2的制备、表征及处理TNT红水'>第3章 N-TiO2和S-TiO2的制备、表征及处理TNT红水
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 主要实验试剂
  • 3.2.2 主要实验仪器
  • 2和S-TiO2的制备'>3.2.3 N-TiO2和S-TiO2的制备
  • 2和S-TiO2的表征'>3.3 N-TiO2和S-TiO2的表征
  • 3.3.1 表征方法
  • 3.3.2 光催化性能测试
  • 3.4 结果与讨论
  • 3.4.1 X射线衍射分析
  • 3.4.2 FT-IR图谱分析
  • 3.4.3 UV-vis表征分析
  • 3.4.4 光催化降解TNT结果
  • 3.5 本章小结
  • 2、Fe-S-TiO2和Fe-N-S-TiO2的制备、表征和处理TNT红水'>第4章 Fe-N-TiO2、Fe-S-TiO2和Fe-N-S-TiO2的制备、表征和处理TNT红水
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 主要实验药品
  • 4.2.2 主要实验仪器
  • 2、Fe-S-TiO2和Fe-N-S-TiO2的制备'>4.2.3 Fe-N-TiO2、Fe-S-TiO2和Fe-N-S-TiO2的制备
  • 2、Fe-S-TiO2和Fe-N-S-TiO2的表征'>4.3 Fe-N-TiO2、Fe-S-TiO2和Fe-N-S-TiO2的表征
  • 4.3.1 表征方法
  • 4.3.2 光催化性能测试
  • 4.3.3 分光光度计测定TNT含量
  • 4.4 结果与讨论
  • 4.4.1 X射线衍射分析
  • 4.4.2 FT-IR谱图分析
  • 4.4.3 UV-vis表征结果
  • 4.4.4 光催化降解TNT结果
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 结论
  • 5.1 结论
  • 5.2 本论文的创新点及意义
  • 5.3 存在的不足和今后工作建议
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录

    • 相关论文文献

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