特殊形貌二氧化钛的制备、表征及其对DNT火炸药废水的处理

论文摘要

结合模板法和溶胶凝胶法,以Ti（OBu）4为前驱体,分别以树叶和滤纸为模板,制备出特殊形貌的二氧化钛。以树叶为模板,制备出的是类似树叶叶脉结构的网状二氧化钛;而以滤纸为模板制备出的是类似滤纸结构的“纸状二氧化钛”,它是由二氧化钛带编制而成。另外,在纸状二氧化钛的基础上,进行原位静止复合聚吡咯,制备出了PPY/TP复合材料,其形貌也类似纸结构,通过控制聚合的时间,可以有效的控制聚吡咯的包覆量。为了便于回收催化剂,以滤纸作为模板和锶铁氧体作为磁性核,成功地制备了磁性二氧化钛纸,其形貌也与滤纸形貌相似。自行设计了与之对应的催化装置,并将其应用到火炸药的废水处理中。以上内容,相关文献报道较少,相关技术可以扩展到其他领域,尤其是催化领域。本课题采用多种处理方法并用,来处理毒性大,浓度高,难降解的DNT废水。首先对DNT废水进行酸析,最佳pH为1.2,COD的去除率可达到50%;然后进行零价铁还原,pH选择在1-2的范围内,且在氮气的保护之下;零价铁还原并不能有效的大幅度降低COD,但是可以把NO2-还原为NH2-,大大降低硝基化合物的毒性,且可以激活苯环,因为NH2-是活性基团;亚铁离子的引入是高级氧化反应Fe2+/H2O2/TiO2/UV所必须的,优化的参数分别为pH为2.5,H2O2/Fe2+的比为4:1,反应时间为2 h,双氧水的加料方式为分批多次;最后pH调至10进行絮凝30min,得到无色透明的液体,达到了可生化标准。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 火炸药废水的研究现状
• 1.1.1 物理处理技术
• 1.1.2 化学处理技术
• 1.1.3 生物处理技术
• 1.2 二氧化钛的研究现状
• 1.2.1 半导体光催化剂的特点
• 2的光催化反应机理'>1.2.2 纳米Ti0₂的光催化反应机理
• 2 光催化性能的主要因素'>1.2.3 影响Ti0₂光催化性能的主要因素
• 2光催化面临的问题'>1.2.4 Ti0₂光催化面临的问题
• 2光催化能力的途径'>1.2.5 提高Ti0₂光催化能力的途径
• 2粉体制备方法简介'>1.2.6 纳米Ti0₂粉体制备方法简介
• 2光催化剂的制备方法'>1.2.7 特殊形貌Ti0₂光催化剂的制备方法
• 2在环护方面的应用'>1.2.8 Ti0₂在环护方面的应用
• 1.3 本课题的目的及研究内容
• 1.3.1 本课题研究的目的及意义
• 1.3.2 本课题的研究内容
• 2 实验药品及仪器设备
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验药品
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 样品的表征手段及仪器的操作条件
• 2.2.1 X 射线衍射（XRD）分析
• 2.2.2 透射电子显微镜（TEM）观察
• 2.2.3 红外吸收（IR）光谱
• 2.2.4 磁性能的测定
• 2.2.5 扫描电子显微和能量色散型X 射线光谱仪（EDX）的测定
• 2.2.6 化学需氧量（COD）的测定
• 2.2.7 生物需氧量（BOD）的测定
• 2.3 光催化装置
• 2.3.1 评价光催化性能的装置
• 2.3.2 光催化DNT 废水装置
• 3 各种催化剂的制备
• 2及其催化性能'>3.1 以树叶为模板制备网状Tl0₂及其催化性能
• 3.1.1 网状二氧化钛的制备
• 3.1.2 粉末二氧化钛的制备
• 3.1.3 样品催化甲基橙的对比试验
• 3.1.4 结果与讨论
• 3.1.5 结论
• 3.2 纸状二氧化钛的制备及其催化性能
• 2的合成'>3.2.1 纸状Ti0₂的合成
• 3.2.2 光催化性能的评价
• 3.2.3 结果与讨论
• 3.2.4 总结
• 3.3 磁性二氧化钛的制备及其催化性能
• 3.3.1 纳米锶铁氧体的制备
• 3.3.2 磁性二氧化钛纸的合成
• 3.3.3 光催化性能的评价
• 3.3.4 结果与讨论
• 3.3.5 总结
• 2纸及其催化性能'>3.4 聚吡咯修饰T10₂纸及其催化性能
• 3.4.1 PPy/TP 的制备
• 3.4.2 样品催化甲基橙的对比试验
• 3.4.3 结果与讨论
• 3.4.4 结论
• 4 DNT 废水的处理
• 4.1 DNT 废水的研究现状
• 4.1.1 DNT 的物化性质
• 4.1.2 DNT 废水的产生过程
• 4.1.3 DNT 废水污染物的成分
• 4.1.4 DNT 废水的处理方法
• 4.2 DNT 废水的处理过程
• 4.2.1 酸析法
• 4.2.2 零价铁还原
• 4.2.3 高级氧化法
• 4.2.4 BOD 的测定
• 4.3 结论
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所取得的研究成果
• 致谢