超临界干燥法制备新型TiO2光催化材料及其对污水的治理

论文摘要

近年来,利用半导体光催化剂处理环境污染物已引起世界关注。TiO2以其无毒、催化活性高、化学稳定性好、价廉易得及可直接利用太阳光等优点受到人们的重视。目前TiO2光催化剂的制备方法主要为溶胶-凝胶法结合直接加热法。一方面,凝胶直接加热后时,受热不均,极易造成胶体结构塌陷,很难得到孔结构完整的催化剂,影响了催化活性的提高,迫切需要改进制备方法以提高光催化活性;另一方面,目前常用离子掺杂改善TiO2的光催化性能,而采用直接加热法修饰离子时,由于离子与TiO2的作用力不强,在反应过程中从催化剂表面容易脱落。同时目前关于离子修饰的研究主要集中在金属离子上,而对非金属离子掺杂的研究甚少。考虑到以上因素,本文将超临界应用于溶胶-凝胶法制备TiO2前躯体的干燥过程,并对TiO2进行了金属和非金属离子的掺杂离子微粒。超临界干燥法除了上用以外,本文还将本法用来萃取表面活性剂制备大表面氧化钛光催化剂和采用鼓泡水解法、溶剂蒸发法、醇解结合非表面活性剂自组装法制备了形貌新颖、具有高光催化活性的光催化剂。以苯酚和丙酮的光催化降解作为探针反应,研究了它们的光催化活性。同时采用XRD、TEM、SEM、FT-IR、XPS、RAMAN、UV、荧光光谱、氮吸附等表征手段对所制备催化剂的结构进行了表征。讨论了催化剂结构和光催化活性的关系。具体内容分以下四部分展开。1. 采用Sol-gel 法并结合直接加热干燥制备了TiO2、SO2-4/TiO2光催化剂。采用此法制备的氧化钛均具有较好的锐钛矿结晶度、高比表面积、大孔径和孔容以及更多的氧缺位和表面缺陷,这些特点都有利于苯酚的光催化降解。SO42-4可

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 半导体光催化的发展和现状
• 2 光催化的基本原理'>1.2 TiO₂光催化的基本原理
• 2 光催化剂的研究概况'>1.3 TiO₂光催化剂的研究概况
• 1.4 课题的提出和研究内容
• 第二章 实验内容与研究方法
• 2.1 实验药品
• 2.2 实验仪器
• 2.3 表征方法
• 2.4 催化剂制备
• 2.5 光催化活性的评价
• 2-₄/TiO₂光催化剂'>第三章 超临界干燥制备 SO^2-₄/TiO₂光催化剂
• 3.1 引言
• 2 催化剂的活性研究'>3.2 TiO₂催化剂的活性研究
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 本章小结
• 2O₃/TiO₂光催化剂'>第四章 超临界干燥制备La₂O₃/TiO₂光催化剂
• 4.1 引言
• 2 催化剂的活性研究'>4.2 TiO₂催化剂的活性研究
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 本章小结
• 2光催化剂'>第五章 超临界萃取法制备大表面TiO₂光催化剂
• 5.1 引言
• 2 催化剂的活性研究'>5.2 TiO₂催化剂的活性研究
• 5.3 结果与讨论
• 5.4 本章小结
• 第六章 新型氧化钛材料的制备及其光催化性能的研究
• 6.1 引言
• 2 及其苯酚光催化降解研究'>6.2 鼓泡水解沉积法置备新型微球状介孔TiO₂及其苯酚光催化降解研究
• 2 泡沫及其光催化活性的研究'>6.3 醇解法结合非表面活性剂自组装法制备TiO₂泡沫及其光催化活性的研究
• 2及其苯酚光催化降解研究'>6.4 溶剂蒸发法制备介孔TiO₂及其苯酚光催化降解研究
• 6.5 本章小结
• 第七章 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 论文发表情况
• 专利
• 论文独创性声明
• 论文使用授权声明