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高效钛基光催化剂的制备与改性

2020-12-11阅读(467)

高效钛基光催化剂的制备与改性

论文摘要

目前,以Ti02材料为基础的光催化技术在环境整治方面的应用较为广泛。但现有的Ti02光催化材料存在着诸多不足,如光利用率低,响应波长范围窄以及反应过程中光生电子-空穴对复合率高等。因此,如何拓宽Ti02催化剂光响应波长范围,以及提高其光催化活性、降低其成本,是研究者主要思考的问题。本文采用水热法、共沉淀法及浸渍法合成了金属离子修饰及负载型TiO2光催化剂,并以活性艳蓝溶液为模拟废水.考察了光催化剂的光催化性能。主要内容如下：1.以硫酸钛为钛源,采用水热法制备二氧化钛光催化剂。考察了pH值、水热时间与温度等因素对TiO2催化活性的影响。Ti02水热合成最佳条件为：pH=9,水热温度为180℃,水热时间为16h。此条件下获得的二氧化钛为锐钛矿型,且结晶良好,具有较好的光催化性能。2.采用水热法制备了Ti-SnO2光催化剂,确定了最佳合成条件：pH=9、水热温度为160。C、水热时间为4h、Sn/Ti=2:1。对活性艳蓝模拟废水光催化降解测试结果表明,Ti-SnO2光催化活性较Ti02有明显提高。此外,采用水热法制备了掺钒TiO2光催化剂。考察了钒掺杂量、水热温度和时间对Ti02光催化活性的影响。结果表明,钒离子掺杂能够提高Ti02光催化活性。3.采用共沉淀法制备Cu-TiO2光催化剂。考察了沉淀剂种类,Ti/Cu比和热处理温度等条件对Cu-TiO2光催化活性的影响。研究发现,Cu/Ti=1:1,草酸做沉淀剂,富氧状态下500。C反应4小时获得的催化剂活性最高。4.采用浸渍法制备了活性炭负载的二氧化钛光催化剂（TiO2/C）。TiO2/C催化剂表现出与Ti02一样的光催化能力。此结果对TiO2悬浮体系中催化剂易团聚,难分离问题的解决具有重要意义。综上所述,通过对二氧化钛光催化剂的掺杂和固定化可有效提高光催化剂的光催化能力。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 文献综述
  • 2光催化剂简介'>1.1 TiO2光催化剂简介
  • 1.2 m在环保方面的应用
  • 2的研究与应用'>1.2.1 在废水处理方面对TiO2的研究与应用
  • 1.2.2 处理无机类污染物
  • 1.2.3 净化空气方面的研究
  • 1.2.4 抗菌方面的研究
  • 2改性方法'>1.3 TiO2改性方法
  • 1.4 本论文的主要内容
  • 第二章 实验部分
  • 2.1 化学试剂与仪器
  • 2.2 光催化剂的制备
  • 2.2.1 二氧化钛的制备
  • 2光催化剂的制备'>2.2.2 掺钛SnO2光催化剂的制备
  • 2.2.3 掺钒二氧化钛的制备
  • 2.2.4 共沉淀法制备掺铜二氧化钛光催化剂的制备
  • 2.2.5 活性炭负载二氧化钛的制备
  • 2.3 光催化活性的测定
  • 2.3.1 活性艳蓝的分子结构
  • 2.3.2 活性艳蓝特征吸收波长测定
  • 2.3.3 光催化活性测定方法
  • 第三章 二氧化钛的水热合成及光催化性能研究
  • 3.1 溶液pH值对水热法制备光催化剂性能的影响
  • 3.2 水热温度对水热法制备光催化剂的影响
  • 3.3 水热时间对光催化活性的影响
  • 3.4 二氧化钛投加量对光催化活性的影响
  • 3.5 二氧化钛的XRD表征
  • 3.6 本章小结
  • 2和掺钒TiO2光催化剂的研究'>第四章 水热法合成掺钛SnO2和掺钒TiO2光催化剂的研究
  • 2光催化剂水热合成及光催化性能'>4.1 掺钛SnO2光催化剂水热合成及光催化性能
  • 2光催化剂活性的影响'>4.1.1 Sn/Ti比对Ti-SnO2光催化剂活性的影响
  • 2光催化剂光催化活性的影响'>4.1.2 水热条件对Ti-SnO2光催化剂光催化活性的影响
  • 2光催化剂的表征'>4.1.3 掺钛SnO2光催化剂的表征
  • 2光催化剂的合成及光催化性能'>4.2 掺钒TiO2光催化剂的合成及光催化性能
  • 2光催化剂的影响'>4.2.1 物料V/Ti比掺钒TiO2光催化剂的影响
  • 4.2.2 水热温度对光催化剂活性的影响
  • 4.2.3 水热时间对光催化剂活性的影响
  • 2、掺钒TiO2与纯TiO2的光催化活性比较'>4.3 掺钛SnO2、掺钒TiO2与纯TiO2的光催化活性比较
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 掺铜二氧化钛光催化剂的制备与光催化性能研究
  • 5.1 实验工艺流程
  • 5.2 实验原理
  • 5.3 实验结果与讨论
  • 5.3.1 Cu/Ti比对产品光催化活性的影响
  • 5.3.2 热处理温度对掺铜光催化活性的影响
  • 5.3.3 缺氧热处理状态对掺铜二氧化钛光催化活性的影响
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 活性炭负载TiO2光催化剂的制备
  • 6.1 负载量对光催化活性降解的影响
  • 6.2 焙烧温度对光催化活性降解的影响
  • 6.3 活性炭与氧化钛协同效应的研究
  • 6.4 本章小结
  • 第七章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录

    • 相关论文文献

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