當(dāng)前,傳統(tǒng)的染料廢水治理方法存在成本高、降解不完全等問題,而新興的光催化技術(shù)因其具有綠色無污染、降解徹底等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注。氧化鋅半導(dǎo)體材料成本低、光催化活性強(qiáng)使其在降解染料廢水研究中具有很大的潛力,但在氧化鋅的制備過程中粉體易團(tuán)聚,以及電子-空穴對(duì)的快速復(fù)合都是影響光催化過程和催化劑活性的關(guān)鍵因素。因此,本論文采用聚合物輔助凍干法制備納米氧化鋅(ZnO)粉體,同時(shí)復(fù)合還原氧化石墨烯(rGO),優(yōu)化制備過程中的工藝條件。將制備得到的氧化鋅-還原氧化石墨烯(ZnO-rGO)復(fù)合材料降解模擬染料廢水三苯甲烷類的羅丹明B和偶氮類的甲基橙,探究光催化降解過程的影響因素以及降解機(jī)理。本論文的主要工作包括:(1)復(fù)合材料ZnO-rGO的制備:采用聚合物輔助凍干法制備得到納米氧化鋅粉體,采用改進(jìn)的Hummers氧化法制備得到氧化石墨,然后通過水熱法制備得到ZnO-rGO復(fù)合光催化材料。采用控制變量法對(duì)制備過程的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化,得到的最佳工藝條件為:水溶性高分子聚合物選用聚乙烯醇(PVA),氧化石墨的復(fù)合量為10%,水熱溫度為120 ℃,水熱時(shí)間為5 h。在此最優(yōu)條件下制備得到的ZnO-rGO復(fù)合材料經(jīng)...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說明
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 引言
    1.2 半導(dǎo)體光催化技術(shù)
        1.2.1 光催化技術(shù)機(jī)理研究
        1.2.2 提高光催化活性的途徑
    1.3 氧化鋅的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 氧化鋅的結(jié)構(gòu)與性能
        1.3.2 氧化鋅的制備方法
        1.3.3 氧化鋅的應(yīng)用
    1.4 石墨烯的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)與性能
        1.4.2 石墨烯的制備方法
        1.4.3 氧化鋅-石墨烯在光催化方面的應(yīng)用
    1.5 真空冷凍干燥技術(shù)簡介
    1.6 論文的研究目的意義及主要內(nèi)容
        1.6.1 研究目的意義
        1.6.2 研究主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 ZnO-rGO納米復(fù)合材料的制備
        2.2.1 氧化石墨的制備
        2.2.2 氧化鋅-還原氧化石墨烯的制備
    2.3 ZnO-rGO復(fù)合材料的光催化降解實(shí)驗(yàn)
        2.3.1 光催化降解實(shí)驗(yàn)流程
        2.3.2 染料降解分析方法
        2.3.3 催化劑的吸附曲線測定
    2.4 產(chǎn)物的表征及測試方法
        2.4.1 X射線衍射(XRD)
        2.4.2 傅里葉紅外光譜(FT-IR)
        2.4.3 X射線光電子能譜(XPS)
        2.4.4 掃描/透射電子顯微鏡(SEM/TEM)
        2.4.5 紫外-可見吸收光譜(UV-vis)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 ZnO-rGO復(fù)合材料的制備工藝條件優(yōu)化及表征分析
    3.1 制備工藝條件優(yōu)化
        3.1.1 聚合物種類
        3.1.2 GO復(fù)合量
        3.1.3 水熱溫度
        3.1.4 水熱時(shí)間
    3.2 產(chǎn)物的表征分析
        3.2.1 XRD分析
        3.2.2 FT-IR分析
        3.2.3 XPS分析
        3.2.4 SEM和TEM分析
        3.2.5 UV-vis分析
    3.3 本章小結(jié)
第四章 光催化降解染料廢水的性能研究
    4.1 光催化降解染料廢水的影響因素
        4.1.1 染料初始濃度對(duì)光催化降解的影響
        4.1.2 料劑比對(duì)光催化降解的影響
        4.1.3 pH對(duì)光催化降解的影響
        4.1.4 多因素正交實(shí)驗(yàn)分析
    4.2 光催化劑的重復(fù)利用性
    4.3 動(dòng)力學(xué)研究及降解機(jī)理分析
        4.3.1 光催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究
        4.3.2 初始濃度對(duì)反應(yīng)速率常數(shù)的影響
        4.3.3 料劑比對(duì)反應(yīng)速率常數(shù)的影響
        4.3.4 pH對(duì)反應(yīng)速率常數(shù)的影響
        4.3.5 光催化降解機(jī)理分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 建議與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者和導(dǎo)師簡介
附件



本文編號(hào)：3744954