无极灯表面氧化钛薄膜制备及其光降解2，4-二氯酚的特性研究

论文摘要

光催化技术近年来在降解氯代酚类有机污水方面发展迅猛,但是由于光本身穿透与催化剂接触面积有限且不易回收等的原因,使其在污水处理实际应用时受到限制。针对以上问题,为了解决光催化反应中光能量传质与催化剂比表面积小且不易回收等的问题,本论文开展了以下几个方面的工作：1、用溶胶凝胶的方法将Ti02薄膜负载在微波无极灯的表面。通过扫描电镜可知Ti02涂层由粗糙不平的Ti02纳米颗粒组成,粒径约10nm。XRD检测结果表明,Ti02薄膜在2θ=25.3°、37.80附近出现了较尖锐的锐钛矿型Ti02特征峰,在44.3°出现了较明显的金红石相Ti02特征峰,Ti02在微波无极紫外灯表面的涂覆成功。2、对微波无极紫外灯（MEDL）进行光谱检测在波长254nm,313nm,365nm、405nm,436nm,546nm处均有辐射。检测镀有Ti02薄膜的微波无极灯的光谱及紫外吸光度和透射率的结果都证明微波无极灯所发出的紫外光被表面的Ti02薄膜所吸收。实现了催化剂与光源的成功耦合。3、通过对2,4-二氯酚的处理,在镀膜层数、初始浓度、pH值、Cl离子浓度等方面研究了镀有Ti02薄膜的微波无极灯在光催化降解过程中影响条件。2,4-二氯酚的处理效率随着初始浓度的降低而升高,浓度为5mg/l时的处理效率可达到91.3%。通过加入不同浓度的Cl-进行比较,Cl-的存在对光催化效率具有抑制作用影响。在微波功率一定的条件下3层膜对2,4-二氯酚处理效率最高可达81%。pH=2时能取得最佳的处理效果。4、本实验从对比镀膜与不镀膜微波无极灯的光谱,光催化和直接光降解2,4-二氯酚的处理效率、TOC的处理效率入手,并通过液相-质谱来分析光催化降解2,4-二氯酚的可能降解途径。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 光催化概述
• 1.2.1 光催化降解机理
• 1.2.2 光催化研究面临的问题
• 2薄膜的制备工艺'>1.3 TiO₂薄膜的制备工艺
• 2薄膜的晶体结构'>1.3.1 TiO₂薄膜的晶体结构
• 2薄膜制备工艺'>1.3.2 TiO₂薄膜制备工艺
• 1.3.2.1 气相沉积法
• 1.3.2.2 溅射法
• 1.3.2.3 溶胶-凝胶法
• 1.4 微波无极灯概述
• 1.4.1 微波无极灯发光机理
• 1.4.2 微波无极紫外光源的应用
• 1.4.2.1 有机合成
• 1.4.2.2 杀菌消毒
• 1.4.2.3 水中污染物降解
• 1.5 氯代芳香族化合物的处理技术研究进展
• 1.5.1 氯代芳香族化合物厌氧处理技术
• 1.5.2 氯代芳香族化合物好氧处理技术
• 1.5.3 电化学及高级氧化技术
• 1.5.3.1 铁/钯还原脱氯
• 1.5.3.2 光催化氧化
• 1.5.3.3 湿式空气氧化
• 1.5.3.4 电催化氧化
• 1.6 本课题的研究目的及内容
• 2薄膜的制备'>第二章 微波无极灯表面TiO₂薄膜的制备
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂与仪器
• 2.2.2 微波无极灯的制备与光谱的检测
• 2薄膜的制备'>2.2.3 TiO₂薄膜的制备
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 微波无极灯光谱分析
• 2薄膜的表面结构'>2.3.2 TiO₂薄膜的表面结构
• 2薄膜晶型分析'>2.3.3 TiO₂薄膜晶型分析
• 2薄膜固体紫外光谱'>2.3.4 TiO₂薄膜固体紫外光谱
• 2.4 本章小结
• 2薄膜的微波无极灯光催化降解2,4-二氯酚'>第三章 镀有TiO₂薄膜的微波无极灯光催化降解2,4-二氯酚
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂与仪器
• 3.2.2 光催化反应装置
• 3.2.3 实验过程
• 3.2.4 分析方法
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 标准曲线
• 3.4 2,4-二氯酚降解试验
• 3.4.1 镀膜层数对处理效率的影响
• 3.4.2 初始浓度对处理效率的影响
• 3.4.3 初始pH值对处理效率的影响
• -对处理效率的影响'>3.4.4 Cl^-对处理效率的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 光降解2，4-DCP特性分析
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验药品与仪器
• 4.2.2 实验内容
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 不镀膜与镀膜微波无极灯光谱对比
• 4.3.2 光解与光催化2,4-DCP的处理效率对比
• 4.3.3 光解与光催化脱氯浓度的对比
• 4.3.4 光解与光催化TOC的处理效率对比
• 4.3.5 光催化反应机理分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论及建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 导师与作者简介
• 附件