半导体纳米二氧化钛光电催化降解乙草胺及相关分析问题研究

论文摘要

半导体纳米TiO2在一定波长光波的作用和适宜的溶液组成条件下,能产生具有强氧化性的价带空穴和自由基,能将环境污染有机化合物氧化为CO2、H2O和其它无毒物质,从而降低水中的污染物含量,达到除污净水的目的。由于粉体二氧化钛在处理废水方面存在回收难降解效率低等问题,本文就不同固载形式的半导体纳米二氧化钛在降解有机氯农药乙草胺相关分析问题方面作了研究。主要内容包括：（1）用电化学阳极氧化法在磷酸盐和氟化物反应液中,在钛基底表面制备了有序排列的TiO2纳米管；利用场发射扫描电镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）、X-射线电子能谱（XPS）、紫外可见漫反射光谱（UV-Vis-DRS）以及电化学测试方法对其进行了系统的表征。结果表明,制备的TiO2纳米管长约2.5μm、管壁厚15nm、直径为70-100nm,包含锐钛矿和金红石两种晶型,禁带宽度为3.16eV,在3V正向偏压下可得到较大的光响应电流。（2）在3V的正向偏压的电化学条件下,利用阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管阵列电极,研究了溶液中乙草胺的光、电协同催化降解行为。同时研究了溶液初始pH值、电解质溶液组成、溶解氧以及目标降解化合物浓度对光电催化降解效果的影响。（3）将掺杂了1%（wt）贵金属银的半导体纳米二氧化钛悬浮液过滤堆积在一种水处理微孔滤膜（孔径为0.2μm）的表面,装配成可以循环利用的光催化剂,用于乙草胺废水处理研究。结果表明掺银TiO2纳米线滤膜在解决传统微孔滤膜表面容易积垢有机物、膜通量受阻方面有明显的改善作用。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究背景
• 1.2 半导体二氧化钛光催化研究进展
• 2光催化原理'>1.2.1 TiO₂光催化原理
• 1.2.2 光催化反应动力学
• 2光催化剂的制备'>1.2.3 纳米TiO₂光催化剂的制备
• 2光催化活性的途径'>1.2.4 提高TiO₂光催化活性的途径
• 1.2.5 影响光催化效率的因素
• 1.3 农药废水处理研究进展
• 1.3.1 农药废水特点
• 1.3.2 农药废水处理方法
• 1.3.3 二氧化钛光催化处理农药废水研究现状
• 1.4 本论文研究内容
• 1.4.1 研究内容和意义
• 1.4.2 目标降解物的选择
• 参考文献
• 2纳米管及表征分析'>第二章 阳极氧化法制备TiO₂纳米管及表征分析
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验药品和材料
• 2.1.2 实验及表征仪器
• 2纳米管阵列电极'>2.1.3 阳极氧化法制备TiO₂纳米管阵列电极
• 2.1.4 光电化学实验
• 2纳米管的表征'>2.3 TiO₂纳米管的表征
• 2.3.1 SEM分析
• 2.3.2 XRD分析
• 2.3.3 XPS能谱分析
• 2.3.4 UV-Vis-DRS分析
• 2.3.5 循环伏安法分析
• 2.3.6 光响应电流分析
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 2纳米管光电催化降解乙草胺的研究'>第三章 TiO₂纳米管光电催化降解乙草胺的研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验药品和材料
• 3.1.2 实验及表征仪器
• 3.1.3 光电催化反应
• 3.2 光电催化性能研究
• 3.2.1 光电协同催化对乙草胺的降解效果
• 3.2.2 初始pH值对光电催化的影响
• 3.2.3 电解液浓度对光电催化的影响
• 3.2.4 通入气体对光电催化的影响
• 3.2.5 溶液初始浓度对光电催化的影响
• 3.2.6 乙草胺降解紫外吸收变化
• 3.2.7 氯离子的测定
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 2纳米线结合微孔滤膜用于水处理的研究'>第四章 掺银TiO₂纳米线结合微孔滤膜用于水处理的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验药品和材料
• 4.2.2 实验仪器
• 2纳米材料的制备'>4.2.3 掺银TiO₂纳米材料的制备
• 4.2.4 共过滤和光催化实验
• 2纳米材料表征'>4.3 TiO₂纳米材料表征
• 4.3.1 TEM分析
• 4.3.2 XRD分析
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 光催化活性分析
• 4.4.2 过滤性能分析
• 4.4.3 电能效率分析
• 4.5 本章小结
• 参考文献
• 结论与展望
• 致谢