纳米TiO光催化剂的制备以及在有机废水光催化降解中的应用研究

摘要

本文综述了国内外二氧化钛的研究进展,以及光催化降解染料污水的情况.纳米二氧化钛由于其独特的性能受到众多研究者的青睐,其用于光催化降解染料污水的研究也炙手可热.本文使用水解法、水热法和溶胶-凝胶法三种方法制备了纳米二氧化钛,使用了多种检测手段,例如用X衍射确定产物的晶相,用激光粒度仪分析产物的表观粒径和粒径分布,使用透射电镜观察晶体的形貌.并且比较了三种方法制得的产物的晶相、表观粒径和粒径分布,从而确定最好的一种制备方法--溶胶-凝胶法.随后使用该法制备的纳米二氧化钛进行光催化降解实验.我们的实验目的是为了给印染污水的光催化降解,提供参考.所以我们用常用的染料染色剂甲基蓝模拟印染污水.实验中,我们考察了众多因素对光催化降解甲基蓝溶液的影响,发现作为光催化剂的二氧化钛的量,及其类型,溶液的初始浓度和pH值等对光催化降解的影响.还发现双氧水对光催化降解的影响,由于它可以提供更多的HO自由基,导致它可以和TiO<,2>实现协同催化,从而大大增强了光催化降解的效果,这为以后的印染污水处理指明了方向.此外我们还发现光催化降解甲基蓝是一个拟一级反应,动力学方程是A=0.7732e<'-0.2374t>.针对本实验,我们得出光催化降解甲基蓝染料,染料浓度在8mg/L,TiO<,2>(Made by Sol-Gel,30-40nm)0.4g/L,pH值5左右,使用450W高压汞灯作光源,配以适当的H<,2>O<,2>,可达到90﹪以上的光催化降解率.

目录

文摘

英文文摘

第一章综述

1.1纳米材料概述

1.1.1纳米材料的定义

1.1.2纳米科技的发展史

1.1.3纳米材料的独特特性

1.1.4纳米材料的制备

1.1.5纳米材料的应用和进展

1.2纳米TiO2的研究进展和前景展望

1.2.1纳米TiO2的特性

1.2.2纳米TiO2的应用

1.2.3纳米TiO2的制备

1.3本实验研究的内容和意义

第二章纳米二氧化钛的制备

2.1 TiO2的制备实验试剂及仪器

2.2样品表征

2.3制备纳米TiO2

2.3.1水解法

2.3.2水热法

2.3.3 Sol-Gel法

2.4结果和讨论

2.4.1产物的XRD分析

2.4.2产物粒度分析

2.4.3产物粒径比较

2.4.4产物晶型比较

2.4.5产物的透射电镜(TEM)

2.4.6溶胶-凝胶法制备纳米TiO2影响因素分析

2.5本章小结

第三章光催化降解染料废水的研究

3.1印染废水水质特征

3.2印染废水水污染控制一般措施

3.3印染废水处理方法简介

3.4光催化降解染料废水研究进展

3.4.1光催化降解染料废水的机理

3.4.2影响染料光催化降解的因素

3.4.3提高催化降解效率的途径

3.5展望

第四章光催化降解甲基蓝溶液的研究

4.1光催化降解实验试剂和仪器

4.2光催化实验装置

4.3甲基蓝溶液标准曲线绘制

4.4结果和讨论

4.4.1参比实验

4.4.2催化剂投加量对光降解率的影响

4.4.3溶液的初始浓度对光降解率的影响

4.4.4初始pH值对光降解率的影响

4.4.5 H2O2对降解率的影响

4.4.6粒径和晶型的影响

4.4.7最优实验

4.5小结

第五章结论

参考文献

攻读硕士期间发表论文

致谢