C 3 N 4 /TiO 2 納米復(fù)合材料的制備及其光催化降解橙黃Ⅱ染料廢水的研究
發(fā)布時間:2021-08-18 11:23
隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,環(huán)境污染問題日趨成為制約經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的首要因素,引起了越來越多人們的關(guān)注。石油化工、制藥、印染等行業(yè)產(chǎn)生的大量富含有機(jī)物的廢水具有成分復(fù)雜、色度高、不易生化降解等特點(diǎn),導(dǎo)致傳統(tǒng)的水處理技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)有效的降解。半導(dǎo)體光催化技術(shù)是一種將光能與光催化劑相結(jié)合,將大多數(shù)難降解的有機(jī)物降解為CO2、H2O和一些無毒無害小分子物質(zhì)的綠色技術(shù)。TiO2作為一種半導(dǎo)體光催化劑,因其具有廉價(jià)易得、無毒和光催化活性較好等特點(diǎn)而被廣大研究者所關(guān)注。但是,較寬的禁帶寬度導(dǎo)致其沒有很好的可見光響應(yīng),對光能的利用率較低,而光生電子和空穴對容易復(fù)合的缺陷也在一定程度上制約了它在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用。g-C3N4是一種禁帶寬度較窄,對可見光吸收較好的新興非金屬半導(dǎo)體材料。由于比表面積小和光生電子-空穴對易復(fù)合,其光催化活性還有待進(jìn)一步提高;诖,本研究采用超聲處理、一步煅燒的方法制備了g-C3N4/TiO2納米復(fù)合材料,圍繞復(fù)...
【文章來源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
半導(dǎo)體光催化機(jī)理示意圖
C3N4/TiO2納米復(fù)合材料的制備及其光催化降解橙黃 II 染料廢水的研究2光催化技術(shù)的研究進(jìn)展2的基本性質(zhì)2是一種 n 型無機(jī)半導(dǎo)體材料,具有氧化能力強(qiáng)、廉價(jià)易得、無毒、光被廣泛應(yīng)用于有機(jī)污染物的光催化降解、太陽能電池、分解水制氫等種非常有前景的催化材料,吸引了廣大研究者的注意。常見的 TiO2形態(tài)存在,包括三種不同的晶型結(jié)構(gòu),分別是銳鈦礦型(Anatase)、)和板鈦礦型(Brookite)(秦懷鵬 2013),其晶型結(jié)構(gòu)如圖 1-2 所示 TiO2的基本單位都是 TiO6八面體,造成其晶型結(jié)構(gòu)不同的原因在于 方式上具有一定的差異性(林萍 2011)。通常,銳鈦礦型和金紅石型光催化領(lǐng)域,特別是銳鈦礦型的 TiO2,有著卓越的光催化活性,這是2具有高的電子遷移率和低的介電常數(shù)以及較低的密度。板鈦礦型 Ti定性所以在自然界中較為罕見(姜志鋒 2016)。
即:三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)單元和三-s-三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)單元,如圖1-3 所示。兩種不同的結(jié)構(gòu)單元形成了兩種 g-C3N4的同素異形體,由于其含氮空位置的差異,導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性存在差異,其同素異形體如圖 1-4 所示。Kroke 等(2002)利用密度泛函理論對其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算后發(fā)現(xiàn)以三-s-三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)單元連接而成的 g-C3N4具有更好的穩(wěn)定性,所以研究中使用的 g-C3N4一般為圖 1-4(b)中的結(jié)構(gòu)。圖 1-3 三嗪單元(a)和三-s-三嗪單元(b)Fig. 1-3 Triazine (a) and tri-s-triazine (b) structure unit圖 1-4 以三嗪單元(a)和三-s-三嗪單元(b)形成的 g-C3N4(Ong et al. 2016)Fig. 1-4 Triazine (a) and tri-s-triazine (b) structure of g-C3N4由于在自然界中沒有發(fā)現(xiàn)天然 g-C3N4的存在,所以,研究中所用到的 g-C3N4需要
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]臭氧氧化法連續(xù)處理焦化廢水生化出水[J]. 孟冠華,邱菲,方玲,司晨浩. 化工環(huán)保. 2017(03)
[2]Photodegradation of Orange Ⅱ using waste paper sludge-derived heterogeneous catalyst in the presence of oxalate under ultraviolet light emitting diode irradiation[J]. Guoqiang Zhou,Jinyi Guo,Guowang Zhou,Xiankai Wan,Huixiang Shi. Journal of Environmental Sciences. 2016(09)
[3]氧化還原法在處理化工廢水中的應(yīng)用[J]. 曲江,張海榮. 資源節(jié)約與環(huán)保. 2016(03)
[4]印染廢水深度處理技術(shù)的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J]. 溫沁雪,王進(jìn),鄭明明,陳志強(qiáng). 化工環(huán)保. 2015(04)
[5]印染廢水深度處理及中水回用技術(shù)現(xiàn)狀[J]. 程家迪,蔣路平,羅金飛,萬梅. 染整技術(shù). 2014(11)
[6]我國水污染現(xiàn)狀[J]. 許嘉寧,陳燕. 廣東化工. 2014(03)
[7]染料廢水污染現(xiàn)狀及處理方法研究進(jìn)展[J]. 陳文華,李剛,許方程,泮琇,溫玲寧,都林娜. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(02)
[8]吸附法處理重金屬廢水的研究進(jìn)展[J]. 張帆,李菁,譚建華,王波,黃福. 化工進(jìn)展. 2013(11)
[9]含高濃度本征缺陷的新型TiO2:外來陷阱誘導(dǎo)產(chǎn)生可見光光催化活性[J]. 李秋葉,張紀(jì)偉,金振聲,馮彩霞,張經(jīng)緯,吳志申,張治軍. 科學(xué)通報(bào). 2013(11)
[10]化學(xué)沉淀法處理含重金屬廢水的研究進(jìn)展[J]. 郭燕妮,方增坤,胡杰華,謝洪珍,李黎婷,葉志勇. 工業(yè)水處理. 2011(12)
博士論文
[1]零價(jià)鐵催化過硫酸鹽高級氧化工藝高效降解印染廢水[D]. 丁鳳.吉林大學(xué) 2017
[2]二氧化鈦功能納米光催化劑的制備及對環(huán)境有機(jī)污染物的降解行為研究[D]. 姜志鋒.江蘇大學(xué) 2016
[3]染料敏化太陽能電池光陽極TiO2薄膜的制備及改性研究[D]. 曾憲光.西南石油大學(xué) 2013
[4]納米二氧化鈦制備方法研究、性能研究及其應(yīng)用[D]. 林萍.東華大學(xué) 2011
[5]印染廢水處理機(jī)理與技術(shù)研究[D]. 范迪.中國海洋大學(xué) 2008
碩士論文
[1]TEMPO氧化改性蘆葦稈吸附工業(yè)印染廢水的研究[D]. 邊曉林.武漢工程大學(xué) 2017
[2]TiO2及石墨烯/TiO2光催化劑的制備及性能研究[D]. 胡梟雄.湖北工業(yè)大學(xué) 2015
[3]g-C3N4/TiO2復(fù)合光催化劑的制備及可見光催化性能的研究[D]. 廖佳珍.重慶工商大學(xué) 2014
[4]g-C3N4/TiO2復(fù)合納米材料的制備及可見光催化性能研究[D]. 郭淑慧.重慶大學(xué) 2014
[5]TiO2/石墨烯及TiO2/Fe3O4復(fù)合結(jié)構(gòu)制備與性能研究[D]. 秦懷鵬.浙江工業(yè)大學(xué) 2013
[6]印染廢水綜合處理研究[D]. 余躍.南京工業(yè)大學(xué) 2004
本文編號:3349797
【文章來源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
半導(dǎo)體光催化機(jī)理示意圖
C3N4/TiO2納米復(fù)合材料的制備及其光催化降解橙黃 II 染料廢水的研究2光催化技術(shù)的研究進(jìn)展2的基本性質(zhì)2是一種 n 型無機(jī)半導(dǎo)體材料,具有氧化能力強(qiáng)、廉價(jià)易得、無毒、光被廣泛應(yīng)用于有機(jī)污染物的光催化降解、太陽能電池、分解水制氫等種非常有前景的催化材料,吸引了廣大研究者的注意。常見的 TiO2形態(tài)存在,包括三種不同的晶型結(jié)構(gòu),分別是銳鈦礦型(Anatase)、)和板鈦礦型(Brookite)(秦懷鵬 2013),其晶型結(jié)構(gòu)如圖 1-2 所示 TiO2的基本單位都是 TiO6八面體,造成其晶型結(jié)構(gòu)不同的原因在于 方式上具有一定的差異性(林萍 2011)。通常,銳鈦礦型和金紅石型光催化領(lǐng)域,特別是銳鈦礦型的 TiO2,有著卓越的光催化活性,這是2具有高的電子遷移率和低的介電常數(shù)以及較低的密度。板鈦礦型 Ti定性所以在自然界中較為罕見(姜志鋒 2016)。
即:三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)單元和三-s-三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)單元,如圖1-3 所示。兩種不同的結(jié)構(gòu)單元形成了兩種 g-C3N4的同素異形體,由于其含氮空位置的差異,導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性存在差異,其同素異形體如圖 1-4 所示。Kroke 等(2002)利用密度泛函理論對其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算后發(fā)現(xiàn)以三-s-三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)單元連接而成的 g-C3N4具有更好的穩(wěn)定性,所以研究中使用的 g-C3N4一般為圖 1-4(b)中的結(jié)構(gòu)。圖 1-3 三嗪單元(a)和三-s-三嗪單元(b)Fig. 1-3 Triazine (a) and tri-s-triazine (b) structure unit圖 1-4 以三嗪單元(a)和三-s-三嗪單元(b)形成的 g-C3N4(Ong et al. 2016)Fig. 1-4 Triazine (a) and tri-s-triazine (b) structure of g-C3N4由于在自然界中沒有發(fā)現(xiàn)天然 g-C3N4的存在,所以,研究中所用到的 g-C3N4需要
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]臭氧氧化法連續(xù)處理焦化廢水生化出水[J]. 孟冠華,邱菲,方玲,司晨浩. 化工環(huán)保. 2017(03)
[2]Photodegradation of Orange Ⅱ using waste paper sludge-derived heterogeneous catalyst in the presence of oxalate under ultraviolet light emitting diode irradiation[J]. Guoqiang Zhou,Jinyi Guo,Guowang Zhou,Xiankai Wan,Huixiang Shi. Journal of Environmental Sciences. 2016(09)
[3]氧化還原法在處理化工廢水中的應(yīng)用[J]. 曲江,張海榮. 資源節(jié)約與環(huán)保. 2016(03)
[4]印染廢水深度處理技術(shù)的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J]. 溫沁雪,王進(jìn),鄭明明,陳志強(qiáng). 化工環(huán)保. 2015(04)
[5]印染廢水深度處理及中水回用技術(shù)現(xiàn)狀[J]. 程家迪,蔣路平,羅金飛,萬梅. 染整技術(shù). 2014(11)
[6]我國水污染現(xiàn)狀[J]. 許嘉寧,陳燕. 廣東化工. 2014(03)
[7]染料廢水污染現(xiàn)狀及處理方法研究進(jìn)展[J]. 陳文華,李剛,許方程,泮琇,溫玲寧,都林娜. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(02)
[8]吸附法處理重金屬廢水的研究進(jìn)展[J]. 張帆,李菁,譚建華,王波,黃福. 化工進(jìn)展. 2013(11)
[9]含高濃度本征缺陷的新型TiO2:外來陷阱誘導(dǎo)產(chǎn)生可見光光催化活性[J]. 李秋葉,張紀(jì)偉,金振聲,馮彩霞,張經(jīng)緯,吳志申,張治軍. 科學(xué)通報(bào). 2013(11)
[10]化學(xué)沉淀法處理含重金屬廢水的研究進(jìn)展[J]. 郭燕妮,方增坤,胡杰華,謝洪珍,李黎婷,葉志勇. 工業(yè)水處理. 2011(12)
博士論文
[1]零價(jià)鐵催化過硫酸鹽高級氧化工藝高效降解印染廢水[D]. 丁鳳.吉林大學(xué) 2017
[2]二氧化鈦功能納米光催化劑的制備及對環(huán)境有機(jī)污染物的降解行為研究[D]. 姜志鋒.江蘇大學(xué) 2016
[3]染料敏化太陽能電池光陽極TiO2薄膜的制備及改性研究[D]. 曾憲光.西南石油大學(xué) 2013
[4]納米二氧化鈦制備方法研究、性能研究及其應(yīng)用[D]. 林萍.東華大學(xué) 2011
[5]印染廢水處理機(jī)理與技術(shù)研究[D]. 范迪.中國海洋大學(xué) 2008
碩士論文
[1]TEMPO氧化改性蘆葦稈吸附工業(yè)印染廢水的研究[D]. 邊曉林.武漢工程大學(xué) 2017
[2]TiO2及石墨烯/TiO2光催化劑的制備及性能研究[D]. 胡梟雄.湖北工業(yè)大學(xué) 2015
[3]g-C3N4/TiO2復(fù)合光催化劑的制備及可見光催化性能的研究[D]. 廖佳珍.重慶工商大學(xué) 2014
[4]g-C3N4/TiO2復(fù)合納米材料的制備及可見光催化性能研究[D]. 郭淑慧.重慶大學(xué) 2014
[5]TiO2/石墨烯及TiO2/Fe3O4復(fù)合結(jié)構(gòu)制備與性能研究[D]. 秦懷鵬.浙江工業(yè)大學(xué) 2013
[6]印染廢水綜合處理研究[D]. 余躍.南京工業(yè)大學(xué) 2004
本文編號:3349797
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