贵金属改性二氧化钛光催化去除饮用水中溴酸盐

摘要

为提高二氧化钛(TiO2)光催化去除饮用水消毒副产物溴酸盐(BrO3-)的效率,本文围绕贵金属改性二氧化钛光催化去除溴酸盐开展了系统的研究,以期进一步提高二氧化钛光催化去除溴酸盐速率,推动光催化还原法在饮用水水处理领域的应用。
　　本文首先开展了贵金属改性二氧化钛光催化剂筛选的研究。采用等体积浸渍法制备了各贵金属(包括铂 Pt、钯 Pd、钌Ru、铑Rh、铱 Ir、金Au和银Ag)改性二氧化钛,通过UV-Vis漫反射和XPS表征了催化剂的光吸收性能及表面元素组成,考察了紫外光下其光催化去除溴酸盐活性。结果表明,Pt和高负载量的Ag有效提高了TiO2光催化去除 BrO3-的活性,Pd、Ru、Au、Ir、Rh和低负载量的 Ag抑制了TiO2光催化去除BrO3-活性。其次,开展了紫外光下优选的Pt/TiO2光催化剂光催化去除溴酸盐的研究。考察了各影响因素,包括负载量、煅烧温度、pH、溶解氧、有机物乙醇和可见光等,对Pt/TiO2光催化去除溴酸盐的影响,并研究了Pt/TiO2光催化去除溴酸盐动力学。结果表明,Pt/TiO2最优负载量为0.01％,最优煅烧温度为400℃;低pH极大地促进了Pt/TiO2光催化还原BrO3-;溶解氧严重抑制了Pt/TiO2光催化去除BrO3-活性;有机物乙醇轻微抑制了Pt/TiO2光催化去除BrO3-活性;1.0%Pt/TiO2具有较好的可见光光催化去除溴酸盐活性。Pt/TiO2光催化去除BrO3-表现为一级反应动力学,动力学常数K为0.03min-1。然后,开展了紫外光下优选的Ag/TiO2光催化剂光催化去除溴酸盐的研究。考察了各影响因素,包括负载量、煅烧温度、pH、溶解氧、有机物乙醇和可见光等,对Ag/TiO2光催化去除溴酸盐的影响,并研究了Ag/TiO2光催化去除溴酸盐动力学。结果表明,Ag/TiO2最优负载量为6.0%,最优煅烧温度为400℃;随pH的增加, Ag/TiO2催化去除BrO3-活性先增加后降低,最优pH为7.2;向溶液中通入溶解氧和N2都抑制了Ag/TiO2光催化去除BrO3-;有机物乙醇也抑制了Ag/TiO2光催化去除 BrO3-活性;6.0%Ag/TiO2具有很好的可见光光催化去除溴酸盐活性。Ag/TiO2光催化去除BrO3-表现为一级反应动力学,动力学常数K为0.01min-1。最后,开展了可见光下,Ag/TiO2光催化去除溴酸盐的研究。考察了各影响因素,包括负载量、煅烧温度、pH和有机物乙醇等,对Ag/TiO2可见光光催化去除溴酸盐的影响。结果表明,随Ag负载量的增加,Ag/TiO2光催化去除溴酸盐先增加后趋稳再降低,最优Ag负载量为6%;最佳煅烧温度为300℃;随pH的增加,Ag/TiO2可见光光催化还原BrO3-活性先增加后降低,最优pH为7.2;有机物乙醇抑制了Ag/TiO2可见光光催化去除BrO3-活性。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目的和意义

1.4 主要研究内容

第2章 实验部分

2.1 实验材料和仪器

2.2 实验方法

2.3 小结

第3章 贵金属改性二氧化钛筛选

3.1 实验过程

3.2 结果与讨论

3.3 小结

第4章 紫外光下Pt/TiO2光催化去除溴酸盐

4.1 实验过程

4.2 结果与讨论

4.3 小结

第5章 紫外光下Ag/TiO2光催化去除溴酸盐

5.1 实验过程

5.2 结果与讨论

5.3 小结

第6章 Ag/TiO2可见光光催化去除溴酸盐

6.1 实验过程

6.2 结果与讨论

6.3 小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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致谢