MCM-41分子筛负载TiO光催化剂的制备及光催化活性研究

摘要

本研究选用自制大孔径、高比表面积介孔分子筛MCM-41为载体，制备了负载型TiO<,2>光催化剂；重点探讨了负载方法以及载体与活性组分之间的相互作用；并通过酸性染料废水甲基橙的光解实验，探讨了所制备负载型光催化剂的光催化活性。为了解决将纳米 TiO<,2>的制备与负载工艺一体化所出现的重现性较差的问题，文章首先对TiO<,2>溶胶的制备工艺及条件进行了探索，选用有机金属醇盐钛酸四丁酯为前驱体，探讨了水分含量、抑制剂种类、溶剂种类等因素对 TiO<,2>溶胶制备的影响，并在此基础上改进了负载所用溶胶的制备工艺。实验结果表明，最佳溶胶制备条件为：V(钛酸丁酯)∶V)异丙醇)∶V(乙酰丙酮)∶V(蒸馏水)=1∶4∶0.3∶0.3，室温，pH2～3。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1纳米TiO2光催化剂研究背景

1.2紫外光照射下TiO2光催化原理

1.3影响纳米TiO2光催化活性的因素

1.3.1 TiO2晶型对催化活性的影响

1.3.2 TiO2粒径对催化活性的影响

1.3.3光致电子与空穴的复合率对催化活性的影响

1.3.4负载对催化活性的影响

1.4负载型纳米TiO2光催化剂研究进展

1.4.1负载型TiO2光催化剂的载体

1.4.2负载型TiO2类光催化剂的制备方法

1.4.3吸附剂类载体负载纳米TiO2光催化剂研究现状

1.5介孔分子筛负载TiO2光催化剂研究进展

1.5.1介孔分子筛MCM-41的结构及性能

1.5.2介孔分子筛MCM-41负载TiO2光催化机理

1.5.3介孔分子筛负载TiO2研究现状

1.5.4介孔分子筛负载纳米TiO2光催化剂的优点

1.5.5分子筛负载纳米TiO2光催化剂研究中存在的主要问题

1.6负载型TiO2光催化剂的应用

1.6.1负载型光催化剂在污水处理中的应用

1.6.2负载型光催化剂在空气净化中的应用

1.6.3负载型光催化剂在防雾及自清洁中的应用

1.7论文研究意义及研究内容

1.7.1研究意义

1.7.2研究内容和主要方法

2载体介孔分子筛MCM-41的制备和表征

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1实验试剂及仪器

2.2.2 MCM-41的制备

2.3 MCM-41的性能表征

2.3.1 X衍射分析

2.3.2低温N2吸附-脱附

2.4本章小结

3 TiO2溶胶制备工艺的探讨

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1合成原料及主要仪器设备

3.2.2溶胶的制备原理及工艺过程

3.3结果与讨论

3.3.1加水量对TiO2溶胶胶凝时间及凝胶状态的影响

3.3.2溶剂对TiO2溶胶胶凝时间及纳米粉体晶粒大小和形貌的影响

3.3.3抑制剂对TiO2溶胶胶凝时间的影响

3.3.4 TiO2溶胶的热处理及XRD分析

3.4本章小结

4 MCM-41分子筛负载TiO2光催化剂的制备及光催化性能研究

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1主要试剂及仪器

4.2.2负载型光催化剂TiO2/MCM-41的制备及工艺优化

4.2.3光催化性能测试

4.2.4负载型光催化剂TiO2/MCM-41的结构表征

4.3结果分析与讨论

4.3.1不同制备方法对甲基橙光催化反应的影响

4.3.2 MCM-41与Ti(OC4H9)4的用量比对光催化反应的影响

4.3.3负载时间对光催化反应的影响

4.3.4不同载体改性剂对光催化反应的影响

4.3.5灼烧温度和时间对降解效果的影响

4.3.6表征结果分析

4.4本章小结

5负载型纳米TiO2光催化剂在有机磷农药废水处理中的应用

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1主要试剂及仪器

5.2.2操作步骤

5.3结果分析与讨论

5.4本章小结

6结论

6.1结论

6.2展望

致 谢

参考文献

附录