硅藻土与膨润土成型体/二氧化钛复合光催化剂制备研究

论文摘要

光催化氧化技术近年来在处理各种废水以及一些废气的过程中都取得了良好的效果,发展较为迅速。Ti02作为广泛应用的高效光催化剂,它能利用弱紫外光辐射,在较高或较低的pH都有很好的稳定性,无毒无害。但是粉末状Ti02存在着容易失活、容易凝聚,粉末状催化剂难以分离等缺陷,限制了Ti02的实际应用。本论文尝试将硅藻土、膨润土、活性炭通过粘合剂制成成型载体,以工业偏钛酸为钛源,利用微波法制备复合Ti02催化剂,并考察所制备的负载型Ti02催化剂的催化性能。论文首先对载体的成型进行了研究,从粘结剂的选择、原料的最佳配比、粘结剂最佳添加量、硬化温度、硬化时间、活性炭添加量等方面对载体成型的最优条件进行了研究,得到了制备成型载体的最佳条件：硅藻土与膨润土、活性炭的最佳配比为4：3：2,粘结剂硅酸钠的最佳用量与原料的比为1：1,载体在300℃下硬化2小时为宜。利用最佳制备条件自制的成型载体进行TiO2负载,确定的TiO2负载的最佳条件为：前驱体适宜浓度为20g/L(TiO2含量),水解pH为2.5,水解微波功率为360W,微波加热时间为15min,煅烧温度为550℃,煅烧时间在2h为宜。最后,研究了在最佳工艺条件下制备的复合光催化剂对甲基橙溶液的处理效果,确定的较优光催化反应条件为：甲基橙反应液的初始浓度在10mg/L为宜,反应液的初始pH可选择7左右。紫外光照射强度为16W,反应时间2h。另外,外加氧化剂H202最佳添加量为06mmol/100ml。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 2光催化技术降解有机物的研究发展'>1.1 TiO₂光催化技术降解有机物的研究发展
• 2负载化研究进展'>1.2 TiO₂负载化研究进展
• 1.2.1 负载型二氧化钛的制备方法
• 1.2.2 负载二氧化钛的载体
• 1.3 粉体成型制备的研究
• 1.4 研究存在的问题及发展趋势
• 1.5 主要研究内容
• 2 实验原料、试剂、仪器及方法
• 2.1 主要试剂及仪器
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 实验原料
• 2.2 主要技术路线
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 成型载体的制备
• 2.3.2 前驱体的制备
• 2.3.3 复合光催化剂的制备
• 2.3.4 复合催化剂的光催化性能的实验研究方法
• 2.4 分析方法
• 2.4.1 甲基橙吸光度的测定
• 4溶液中TiO₂的含量分析'>2.4.2 TiOSO₄溶液中TiO₂的含量分析
• 3 成型载体的制备及最优条件选择的研究
• 3.1 前躯体的制备研究
• 3.2 粘结剂的选择研究
• 3.3 实验结果分析
• 3.3.1 最佳硅藻土/膨润土配比
• 3.3.2 最佳粘结剂添加量
• 3.3.3 硬化温度选择
• 3.3.4 硬化时间的确定
• 3.3.5 活性炭添加量的确定
• 3.4 本章小结
• 4 成型载体负载二氧化钛复合光催化剂的制备研究与表征
• 4.1 复合催化剂制备影响因素的研究
• 4.1.1 载体添加顺序
• 4.1.2 前驱体浓度的影响
• 4.1.3 溶液pH的影响
• 4.1.4 微波功率的影响
• 4.1.5 微波加热时间
• 4.1.6 煅烧温度
• 4.1.7 煅烧时间
• 4.2 复合催化剂表面与结构表征
• 4.3 本章小结
• 5 成型载体负载二氧化钛复合光催化剂性能的研究
• 5.1 目标反应物的选择
• 5.2 影响因素的确定
• 5.3 光催化性能影响因素的研究
• 5.3.1 煅烧时间
• 5.3.2 不同pH对光催化性能的影响
• 5.3.3 光照强度对光催化性能的影响
• 5.3.4 光照时间对光催化性能的影响
• 5.3.5 催化剂投加量对光催化性能的影响
• 5.4 外加氧化剂的影响
• 5.5 吸附作用的影响
• 5.6 掺杂改性研究初探
• 5.7 光催化氧化反应动力学研究
• 5.8 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
• 致谢