稀土掺杂介孔二氧化钛的制备工艺及其在印染废水处理中的应用

摘要

论文的主要研究内容包括:
　　1、本论文的前驱体是钛酸四丁酯，硝酸作pH调节剂，溶剂为无水乙醇，抑制剂为乙酰丙酮，并加入适量去离子水，模板剂选用双十六烷基二甲基溴化铵，采用溶胶-凝胶法在室温下制备介孔TiO2。通过大量实验总结出了制备稳定溶胶的工艺条件及影响介孔TiO2光催化性能的主要因素。并对其结构和形貌进行X射线衍射(XRD)、物理氮气吸附量、扫描电子显微镜(SEM)等表征。
　　2、以六水硝酸铈为铈源进行掺杂，以六水硝酸钐为钐源进行掺杂，采用溶胶-凝胶法进行稀土元素掺杂改性，制备出了高活性的铈掺杂介孔TiO2、钐掺杂介孔TiO2半导体材料，利用罗丹明B为目标污染物，研究不同掺杂量、焙烧时间、焙烧温度对光催化性能的影响，对其进行光催化效果评价。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、物理氮气吸附量等手段对其进行表征。结果表明:所制得样品均为锐钛矿相二氧化钛，掺杂后的光催化剂对罗丹明B降解效果有了明显的增强，表明掺杂铈、钐的介孔二氧化钛对染料废水的处理能力大大加强。
　　3、在以上实验的基础上，采用改性的溶胶-凝胶法制备出了高活性的铈、钐共掺杂介孔二氧化钛光催化剂，利用罗丹明B为目标污染物，研究不同掺杂量对光催化性能的影响，对其进行光催化效果评价。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X荧光光谱仪(XRF)等手段对其进行表征。结果表明:所制得样品均为锐钛矿相二氧化钛，掺杂后的光催化剂对罗丹明B降解效果有了明显的增强，表明了铈、钐共掺杂的介孔二氧化钛对染料废水的处理能力大大加强。
　　4、经过以上实验遴选出最佳制备工艺路线，并在此工艺路线下进行放大实验。取银川某印染厂的染料废水进行光催化氧化降解，通过测定化学需氧量(COD)来计算降解率对其进行光催化降解效果评定。并采用物理氮气吸附量、扫描电子显微镜等手段对放大样品进行表征。结果表明:在放大工艺下所制得样品对罗丹明B降解效果相对较弱，表明了放大效应对催化剂催化氧化处理染料废水的能力具有很大影响，具体影响因素及各因素影响强度还有待进一步研究。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 染料废水处理技术简介

1．3 光催化技术及TiO2光催化反应原理

1．4 二氧化钛的结构性质以及其应用

1．5 二氧化钛的制备方法

1．6 提高二氧化钛光催化剂活性的方法

1．7 本论文的主要内容

第二章 实验材料及实验方法

2．1 实验试剂

2．2 实验仪器及设备

2．3 光催化反应装置及罗丹明B标准曲线

2．4 表征和分析方法

第三章 介孔二氧化钛的制备工艺条件及其性能研究

3．1 引言

3．2 实验原理

3．3 介孔TiO2制备工艺

3．4 介孔二氧化钛的表征和分析

3．5 介孔TiO2光催化效果评价

3．6 本章小结

第四章 铈掺杂介孔TiO2的制备工艺条件及其性能研究

4．1 引言

4．2 铈掺杂介孔TiO2的制备工艺

4．3 铈掺杂介孔二氧化钛的表征和分析

4．4 掺杂介孔二氧化钛光催化效果评价

4．5 本章小结

第五章 钐掺杂介孔TiO2的制备工艺条件及其性能研究

5．1 引言

5．2 钐掺杂介孔二氧化钛的制备工艺

5．3 钐掺杂介孔二氧化钛的表征和分析

5．4 钐掺杂介孔二氧化钛光催化效果评价

5．5 本章小结

第六章 铈、钐共掺杂介孔二氧化钛的制备工艺及其性能研究

6．1 引言

6．2 铈、钐共掺杂介孔二氧化钛的制备

6．3 铈、钐共掺杂介孔二氧化钛的表征和分析

6．4 铈、钐共掺杂介孔二氧化钛的制备光催化效果评价

6．5 本章小结

第七章 放大实验及光催化剂对染料废水的处理

7．1 引言

7．2 钐掺杂量为1．0％时的钐掺杂介孔二氧化钛及其放大10倍的制备

7．3 光催化前对染料废水预处理

7．4 放大钐铈掺杂介孔二氧化钛的表征和分析

7．5 钐掺杂介孔二氧化钛对预处理后的印染废水的光催化效果评价

7．6 印染废水处理过程的工艺路线图

7．7 本章小结

第八章 结论

参考文献

致谢

个人简介