pH值对光催化降解水中苯酚和氯酚的影响

论文摘要

光催化氧化技术是一种新型的环境污染治理技术,具有无二次污染、可降解几乎所有的有机污染物等优点,目前已经证实其在废水处理、空气净化等诸多方面有现实和潜在的应用价值,受到了国内外的广泛关注。在常用的各种催化剂中,TiO2具有活性高、稳定性好等优点,且价格便宜,因此成为最为常用的光催化剂,但TiO2光催化同样存在着量子产率低、太阳能利用率低等缺点。层状钙钛矿型光催化材料K2La2Ti3O10是一种新型的光催化剂,据一些相关文献报道,K2La2Ti3O10具有较高的光催化活性。本文以苯酚和邻氯苯酚作为目标污染物,进行液相光催化研究。实验中选用的光催化剂有德国德固赛公司生产的纳米TiO2,以及通过柠檬酸法制备的层状钙钛矿型光催化剂K2La2Ti3O10;所选用的光源包括主波长为365nm的紫外光源和由氙灯模拟的太阳光源。实验考察了污染物浓度、催化剂用量、溶液初始pH值对光催化降解水中苯酚和邻氯苯酚的影响。实验结果表明,目标污染物浓度越大则光催化降解率越低,说明光催化适合处理低浓度的含酚废水。光催化剂用量存在一个最佳投加量,低于或高于此投加量光催化降解率均会降低。溶液初始pH值也对液相光催化有一定的影响,综合各种实验条件下的结果可以看出,液相光催化有可能在强酸、强碱或弱酸性条件下存在着较好的降解效果。实验中还发现K2La2Ti3O10在强酸性条件下具有较好的光催化效果,同时参考相关文献,酸化能有效提高K2La2Ti3O10的光催化性能,因此对K2La2Ti3O10进行了酸化,其酸化后的产物H2La2Ti3O10对苯酚的光催化降解率提高了一倍以上,同时在模拟太阳光下,光催化效果优于TiO2。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 光催化氧化技术
• 1.1.1 光催化氧化技术研究进展
• 1.1.2 光催化基本原理
• 1.1.3 光催化反应的影响因素
• 2La₂Ti₃O₁₀'>1.2 层状光催化材料K₂La₂Ti₃O₁₀
• 1.2.1 层状化合物简介
• 2La₂Ti₃O₁₀'>1.2.2 钙钛矿型层状化合物K₂La₂Ti₃O₁₀
• 1.2.3 层状化合物在光催化中的应用
• 1.3 本课题研究的目的及意义
• 1.4 本文主要研究内容
• 2光催化试验研究'>1.4.1 TiO₂光催化试验研究
• 2La₂Ti₃O₁₀光催化试验研究'>1.4.2 K₂La₂Ti₃O₁₀光催化试验研究
• 1.4.3 反应动力学研究
• 第2章 实验材料与方法
• 2.1 实验试剂与仪器
• 2.2 实验所用光催化剂
• 2'>2.2.1 纳米TiO₂
• 2La₂Ti₃O₁₀'>2.2.2 自制光催化剂K₂La₂Ti₃O₁₀
• 2.3 实验所用光源
• 2.3.1 紫外光源
• 2.3.2 模拟太阳光源
• 2.4 实验方法
• 2.5 本章小结
• 2光催化试验研究'>第3章 TiO₂光催化试验研究
• 3.1 污染物初始浓度的影响
• 2用量的影响'>3.2 TiO₂用量的影响
• 2光催化的影响'>3.3 pH值对TiO₂光催化的影响
• 2光催化降解苯酚的影响'>3.3.1 pH值对TiO₂光催化降解苯酚的影响
• 2光催化降解邻氯苯酚的影响'>3.3.2 pH值对TiO₂光催化降解邻氯苯酚的影响
• 3.4 本章小结
• 2La₂Ti₃O₁₀光催化试验研究'>第4章 K₂La₂Ti₃O₁₀光催化试验研究
• 4.1 污染物初始浓度的影响
• 2La₂Ti₃O₁₀用量的影响'>4.2 K₂La₂Ti₃O₁₀用量的影响
• 2La₂Ti₃O₁₀光催化的影响'>4.3 pH值对K₂La₂Ti₃O₁₀光催化的影响
• 2La₂Ti₃O₁₀光催化降解苯酚的影响'>4.3.1 pH值对K₂La₂Ti₃O₁₀光催化降解苯酚的影响
• 2La₂Ti₃O₁₀光催化降解邻氯苯酚的影响'>4.3.2 pH值对K₂La₂Ti₃O₁₀光催化降解邻氯苯酚的影响
• 2La₂Ti₃O₁₀的酸化'>4.4 K₂La₂Ti₃O₁₀的酸化
• 4.5 本章小结
• 第5章 反应动力学研究
• 5.1 紫外光催化反应动力学研究
• 5.2 模拟太阳光催化反应动力学研究
• 5.3 催化剂活性对比
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢