H3PW12O40-TiO2/SiO2的制备及降解罗丹明B的研究

论文摘要

随着我国染料工业的稳定发展，印染行业已成为工业废水的排放大户。如何合理而有效的处理废水，使其变废为宝，是环境保护和综合利用能源的重要研究课题，研究并开发具有高效光催化活性的催化剂具有重要的理论和现实意义。本文以硅胶为载体，采用浸渍法制备了H3PW12O40-TiO2／SiO2催化剂，并利用IR、TG-DTA、XRD、XPS对其进行表征，确定了所制备的催化剂的结构。催化剂中二氧化钛为锐钛矿型，磷钨酸仍保持其Keggin结构的基本骨架，二氧化钛和磷钨酸二者与载体之间均存在着化学作用。本文考察了H3PW12O40-TiO2／SiO2催化剂的光催化活性。探讨了催化剂的组成、降解环境、催化剂用量、光照强度、温度、催化剂重复使用次数等因素对罗丹明B水溶液降解率的影响。并在同样条件下，比较了H3PW12O40-TiO2／SiO2和TiO2／SiO2的光催化性能。研究结果表明：含4gH3PW12O40的TiO2溶胶浸渍在11gSiO2上的催化效果最佳。在超声／紫外光辐射／催化剂环境下降解罗丹明B效果最佳。最佳光照强度15cm。催化剂最佳用量0.2g。温度对罗丹明B的降解影响较小。催化剂经简单处理后，重复使用6次，对罗丹明B的降解率仍达95.65％。对比H3PW12O40-TiO2／SiO2和TiO2／SiO2的光催化性能表明：H3PW12O<sub>40的加入可明显地提高TiO2超声光催化降解罗丹明B的降解率。这说明H3PW12O40是一种比O2更为有效的电子载体，能够高效率地完成电子从TiO2光催化剂表面导带到O2分子的传递，并且对部分电子-空穴对的复合起到抑制作用，从而有效地增加了溶液中·OH等自由基团的浓度，提高了催化剂对罗丹明B的降解率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 印染废水的研究现状
• 1.2.1 超声波降解
• 1.2.2 光催化氧化降解
• 1.2.3 超声波光催化氧化降解
• 1.3 杂多配合物
• 1.3.1 Keggin结构杂多配合物的结构特点
• 1.3.2 Keggin结构杂多配合物的性质
• 1.3.3 负载型杂多配合物的制备
• 1.3.4 常用于负载杂多配合物的载体
• 1.3.5 杂多配合物的光化学
• 1.3.6 杂多配合物光催化氧化的研究进展
• 1.4 研究内容及实验方案
• 3PW₁₂O₄₀的制备及表征'>第2章 H₃PW₁₂O₄₀的制备及表征
• 2.1 实验试剂及仪器设备
• 2.1.1 主要试剂
• 2.1.2 主要仪器设备
• 2.2 表征方法
• 2.2.1 红外光谱
• 2.2.2 X-光电子能谱
• 3PW₁₂O₄₀的制备'>2.3 H₃PW₁₂O₄₀的制备
• 3PW₁₂O₄₀的表征'>2.4 H₃PW₁₂O₄₀的表征
• 2.4.1 红外光谱
• 2.4.2 X-光电子能谱
• 2.5 本章小结
• 3PW₁₂O₄₀-TiO₂/SiO₂的制备及表征'>第3章 H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂/SiO₂的制备及表征
• 3.1 实验试剂及仪器设备
• 3.1.1 主要试剂
• 3.1.2 主要仪器设备
• 3.2 表征方法
• 3.2.1 红外光谱
• 3.2.2 紫外光谱
• 3.2.3 差热-热重分析
• 3.2.4 X-射线粉末衍射
• 3.2.5 X-光电子能谱
• 3PW₁₂O₄₀-TiO₂/SiO₂的制备'>3.3 H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂/SiO₂的制备
• 3PW₁₂O₄₀-TiO₂/SiO₂的表征'>3.4 H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂/SiO₂的表征
• 3.4.1 红外光谱
• 3.4.2 差热-热重分析
• 3.4.3 X-射线粉末衍射
• 3.4.4 X-光电子能谱
• 3.5 本章小结
• 3PW₁₂O₄₀-TiO₂/SiO₂降解罗丹明B的研究'>第4章 H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂/SiO₂降解罗丹明B的研究
• 4.1 分析方法
• 4.1.1 最大波长的选取
• 4.1.2 光催化性能测试
• 4.1.3 催化氧化降解反应的表征
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 催化剂组成对降解率的影响
• 4.2.2 环境对降解率的影响
• 4.2.3 光照强度对降解率的影响
• 4.2.4 催化剂用量对降解率的影响
• 4.2.5 温度对降解率的影响
• 4.2.6 催化剂的重复使用次数对降解率的影响
• 4.3 对比实验
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历