Ag/TiO2纳米催化剂的制备及降解氯代苯酚的研究

摘要

本文对Ag/TiO2纳米光催化剂的制备及降解氯代苯酚进行了研究，主要由四个部分构成。
　　第一部分为绪论部分，系统的阐述了氯代苯酚的性质，来源以及对环境带来的危害。其次，阐述了四种制备金属Ag掺杂TiO2光催化剂的方法，综合多方面因素的考虑，选定溶胶-凝胶法为本文催化剂的制备方法。最后就纳米TiO2催化剂降解氯代苯酚的发展现状以及应用前景做了概述，来证明本文选题的意义。
　　第二部分，采取溶胶-凝胶法，选择钛酸四丁酯为原料，以冰醋酸作为抑制剂，以单一元素 Ag掺杂制备不同配比的纳米TiO2光催化剂，其中温度作为单一变量，以对2,4-二氯苯酚及五氯苯酚钠的降解考查其光催化性能，并利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对它们的形貌、结构等做了表征，研究结果表明本课题应该选择最佳锻烧温度为450℃。
　　第三部分，选择“优先控制污染物”苯酚、2,4-二氯酚、五氯苯酚钠为降解的目标污染物，紫外灯为光源组成的光催化降解体系。考察Ag/TiO2光催化剂的掺银量、初始浓度的大小、pH等对氯代苯酚降解的影响。实验结果表明，掺银量和初始浓度大小对三种酚类物质的降解效果影响较大，选择合适掺银量的光催化剂是至关重要的，而在实际的含酚废水处理过程中，废水的浓度是需要去特别注意的一个点。通过正交试验来确定降解的最优条件，结果表明Ag/TiO2复合纳米催化剂在光催化降解苯酚、2,4-二氯苯酚、五氯酚钠的过程中反应出了一定的相似性。
　　第四部分，阐述了在紫外光的照射下,Ag掺杂改性的TiO2光催化剂对苯酚、2,4-二氯苯酚及五氯苯酚钠的降解动力学及降解机理。发现把重金属沉积在 TiO2的表面，对提高光催化反应效率是很有效的，且在降解反应过程中主要为羟基自由基的氧化作用。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1. 1 课题的提出及研究的目的和意义

1.1.1 氯代苯酚的结构、性质

1.1.2 氯代苯酚的来源、危害及处理办法

1.1.3 TiO2催化剂的制备及应用

1.1.4 课题研究的目的和意义

1. 2 相关领域研究综述

1.2.1 氯代苯酚降解研究进展

1.2.2 纳米TiO2催化剂的制备及改性研究进展

1.2.3 纳米TiO2催化剂降解氯代苯酚的研究进展

1.2.4 研究领域存在的不足及本文拟解决的问题

1. 3 主要的研究内容、研究方法及相应的技术路线

1.3.1 本文的主要研究内容

1.3.2 研究方法及技术路线

第二章 Ag/TiO2纳米催化剂的制备及表征

2. 1 前言

2. 2 实验部分

2.2.1 材料与仪器

2.2.2 Ag/TiO2纳米催化剂的制备方法

2.2.3 Ag/TiO2纳米催化剂形貌的表征分析

2.2.4 Ag/TiO2纳米催化剂催化性能的表征

2. 3 结果与讨论

2.3.1 Ag/TiO2纳米催化剂的形貌

2.3.2 煅烧温度对催化活性的影响

2. 4 本章小结

第三章 Ag/TiO2纳米催化剂降解氯代苯酚的研究

3. 1 前言

3. 2实验部分

3.2.1 材料与仪器

3.2.2 氯代苯酚分析方法的建立

3.2.3 降解实验方法

3. 3 结果与讨论

3.3.1 单因素实验

3.3.2 降解苯酚的正交试验

3.3.3 降解2，4- 二氯苯酚的正交试验

3.3.4 降解五氯苯酚钠的正交试验

3. 4 本章小结

第四章 降解动力学与降解机理

4. 1 前言

4. 2 降解动力学

4.2.1 实验部分

4.2.2 结果与讨论

4.3 Ag/TiO2纳米催化剂降解氯代苯酚的机理

4.3.1 TiO2光催化氧化反应机理

4.3.2 羟基自由基(. OH)的性质

4.3.3 Ag/TiO2纳米催化剂降解氯代苯酚的机理分析

4. 4 本章小结

结论与建议

参考文献

研究生在读期间发表的论文及参加的项目

致谢