纳米TiO2气相光催化氧化苯胺的研究

论文摘要

本文简要介绍了纳米TiO2半导体催化剂的制备及其在环保领域方面应用研究的最新进展及国内外研究现状,并主要进行了纳米TiO2薄膜催化剂的制备及气相光催化氧化苯胺的研究,同时也初步探讨了气相光催化氧化苯胺的反应机理。 本文中采用两种不同方法制备了纳米TiO2薄膜催化剂,第一种是采用胶粘法,以水玻璃为粘贴剂,稀硫酸溶液为固化剂,在玻璃纤维布上制备了纳米TiO2薄膜;第二种是不使用粘贴剂、固化剂,直接利用非晶态纳米TiO2胶体,在玻璃纤维布上制备了纳米TiO2薄膜。用扫描电子显微镜（SEM）、比表面及孔径分析（BJH）观察了两种薄膜的表面形貌和结构特征。用纳米TiO2薄膜作催化剂,进行了光催化氧化低浓度的气态苯胺的研究,考察了光源、催化剂浓度、苯胺的初始浓度及水蒸气等因素对气态苯胺降解率的影响。实验结果表明:当TiO2含量在5%时,紫外杀菌灯光照7h后苯胺的降解率最高,达到84.7%;若在通入水蒸气的条件下,苯胺的降解率更高,可达到94%。此外,对所制备的两种不同薄膜的光催化活性进行了比较,直接利用非晶态纳米TiO2胶体制备的纳米TiO2薄膜的催化活性比使用粘贴剂、固化剂制备的纳米TiO2薄膜更高。催化剂在使用一次后反应中的一些中间产物被强烈地吸附在催化剂的表面导致活性降低,但光照一段时间便可使催化剂活性恢复。 另外,本文采用傅立叶变换红外光谱法（FT-IR）、核磁共振氢谱（H1-NMR）法、高效液相色谱（HPLC）法分析了苯胺在气相光催化氧化反应过程中出现的中间产物,并对气相光催化氧化苯胺的反应机理进行了初步探讨与推测。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 前言
• 1.1 纳米半导体材料
• 1.2 纳米半导体光催化
• 2光催化的研究进展'>1.3 纳米TiO₂光催化的研究进展
• 2光催化降解气相有机污染物的研究进展'>1.4 纳米TiO₂光催化降解气相有机污染物的研究进展
• 1.5 苯胺对环境污染的现状
• 2气相光催化存在的问题及展望'>1.6 纳米TiO₂气相光催化存在的问题及展望
• 1.7 研究方案及主要创新点
• 参考文献
• 2薄膜催化剂的制备、表征及光催化性能研究'>第二章 纳米TiO₂薄膜催化剂的制备、表征及光催化性能研究
• 2.1 载体的选择
• 2.2 实验部分
• 2.3 结果与讨论
• 2.4 结论
• 参考文献
• 2薄膜气相光催化氧化苯胺'>第三章 纳米TiO₂薄膜气相光催化氧化苯胺
• 3.1 实验部分
• 3.2 结果与讨论
• 3.3 结论
• 参考文献
• 第四章 苯胺的气相光催化反应机理的初步推测
• 4.1 实验部分
• 4.2 结果与讨论
• 4.3 光催化氧化苯胺的反应机理初步推测
• 4.4 结论
• 参考文献
• 第五章 结论与展望
• 本论文工作期间公开发表的论文
• 致谢