TiO2半導(dǎo)體為最理想的光催化材料,有望在污水處理領(lǐng)域中應(yīng)用,但由于其禁帶寬度大和電子-空穴容易復(fù)合等缺點而影響其實際應(yīng)用,而蒙脫土為層狀的硅酸鹽粘土礦物,具有良好的吸附性能,在污水處理領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用意義和價值。本文首先對內(nèi)蒙古赤峰市寧城縣天然鈣基蒙脫土進行鈉改性,并以鈉改性蒙脫土為載體,分別采用溶膠-凝膠法和水熱法制備了TiO2/蒙脫土復(fù)合材料以及稀土離子摻雜TiO2/蒙脫土復(fù)合材料,進而采用XRD、BET、FT-IR、Uv-vis、SEM、XPS等表征手段研究其微觀結(jié)構(gòu)和譜學(xué)性能,并分別以甲基橙和剛果紅為模擬染料廢水,研究其光催化性能和吸附性能,現(xiàn)將結(jié)果歸納如下:(1)以鈉基蒙脫土為載體,鈦酸四丁酯為鈦源,采用溶膠-凝膠法制備了系列TiO2/蒙脫土復(fù)合材料,通過結(jié)構(gòu)表征可知TiO2與蒙脫土之間存在明顯的相互作用而進行復(fù)合,而且蒙脫土的復(fù)合有效抑制了TiO2晶型轉(zhuǎn)變和晶粒尺寸的增大,提高體系光催化性能,在紫外光照射2 h后,對甲基橙溶液的降解率最高可達96.36%。(2)采用溶膠-凝膠法制備了摻雜摩爾比為1%的不同稀土離子摻雜TiO2/蒙脫土復(fù)合材料,結(jié)果表明,稀土離子La3+、...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 印染廢水的處理方法
        1.2.1 混凝法
        1.2.2 光催化氧化法
        1.2.3 吸附法
        1.2.4 膜分離法
    1.3 蒙脫土的概述
        1.3.1 蒙脫土的結(jié)構(gòu)特點
        1.3.2 蒙脫土的基本性質(zhì)
            1.3.2.1 離子交換性能和吸附性能
            1.3.2.2 黏結(jié)性和觸變性
            1.3.2.3 熱穩(wěn)定性以及其他的性質(zhì)
        1.3.3 蒙脫土的改性
            1.3.3.1 酸改性
            1.3.3.2 金屬離子改性
            1.3.3.3 有機改性
    1.4 TiO₂的概述
        1.4.1 TiO₂的晶體結(jié)構(gòu)
        1.4.2 TiO₂光催化氧化的原理
    1.5 本課題研究目的、意義和內(nèi)容
        1.5.1 研究目的和意義
        1.5.2 研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新之處
2 溶膠-凝膠法制備TiO₂/蒙脫土復(fù)合材料及其性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗儀器與試劑
            2.2.1.1 實驗儀器
            2.2.1.2 實驗試劑
        2.2.2 實驗制備過程
            2.2.2.1 Na-MMT的制備
            2.2.2.2 TiO₂/MMT復(fù)合材料的制備
        2.2.3 光催化降解實驗
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 實驗條件考察
            2.3.1.1 柱化劑pH值的影響
            2.3.1.2 鈦土比的影響
        2.3.2 X射線衍射分析(XRD)
        2.3.3 紫外光譜分析(Uv-vis)
        2.3.4 紅外光譜分析(FT-IR)
        2.3.5 掃描電鏡分析(SEM)
    2.4 本章小結(jié)
3 稀土離子摻雜TiO₂/蒙脫土復(fù)合材料的制備及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗儀器與試劑
            3.2.1.1 實驗儀器
            3.2.1.2 實驗試劑
        3.2.2 實驗制備過程
            3.2.2.1 Na-MMT的制備
            3.2.2.2 復(fù)合材料的制備
        3.2.3 光催化降解實驗
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 光催化性能研究
            3.3.1.1 不同稀土離子摻雜對TiO₂/MMT復(fù)合材料光催化性能的影響
            3.3.1.2 稀土La³⁺不同摻雜量對TiO₂/MMT復(fù)合材料光催化性能的影響
            3.3.1.3 焙燒溫度對 1% La³⁺-TiO₂/MMT復(fù)合材料光催化性能的影響
        3.3.2 X射線衍射分析(XRD)
        3.3.3 紫外-可見光譜分析(Uv-vis)
        3.3.4 X射線光電子能譜分析(XPS)
        3.3.5 掃描電鏡分析(SEM)
    3.4 本章小結(jié)
4 水熱法制備TiO₂/MMT復(fù)合材料及其吸附性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗儀器與試劑
            4.2.1.1 實驗儀器
            4.2.1.2 實驗試劑
        4.2.2 樣品的制備
            4.2.2.1 Na-MMT的制備
            4.2.2.2 TiO₂的制備
            4.2.2.3 TiO₂/MMT復(fù)合材料的制備
        4.2.3 TiO₂/MMT復(fù)合材料對剛果紅溶液的吸附性能測定
            4.2.3.1 模擬染料廢水的配制
            4.2.3.2 剛果紅標準曲錢的繪制
            4.2.3.3 吸附動力學(xué)研究
            4.2.3.4 剛果紅溶液pH值對吸附性能的影響
            4.2.3.5 剛果紅溶液初始濃度對吸附性能的影響
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 最佳制備條件的探究
            4.3.1.1 鈦土比的影響
            4.3.1.2 水熱反應(yīng)時間的影響
            4.3.1.3 水熱反應(yīng)溫度的影響
        4.3.2 X射線衍射分析(XRD)
        4.3.3 掃描電鏡分析(SEM)
        4.3.4 N₂脫附-吸附曲線和孔徑分布分析(BET和BJH)
        4.3.5 X射線光電子能譜分析(XPS)
        4.3.6 TiO₂/MMT復(fù)合材料吸附性能的研究
            4.3.6.1 吸附時間對吸附性能的影響
            4.3.6.2 剛果紅溶液pH值對吸附性能的影響
            4.3.6.3 剛果紅溶液初始濃度對吸附性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 La³⁺-MMT/ TiO₂復(fù)合材料的制備及其吸附性能的研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗設(shè)備與試劑
            5.2.1.1 實驗設(shè)備
            5.2.1.2 實驗試劑
        5.2.2 樣品的制備
            5.2.2.1 Na-MMT的制備
            5.2.2.2 La³⁺-MMT復(fù)合材料的制備
            5.2.2.3 La³⁺-MMT/ TiO₂復(fù)合材料的制備
        5.2.3 復(fù)合材料對剛果紅溶液的靜態(tài)吸附實驗方法
            5.2.3.1 模擬染料廢水的配制
            5.2.3.2 標準曲線的繪制
            5.2.3.3 La³⁺-MMT/ TiO₂復(fù)合材料對剛果紅溶液的的靜態(tài)吸附實驗
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 最佳制備條件的探索
            5.3.1.1 稀土摻雜量對復(fù)合材料吸附性能的影響
            5.3.1.2 鈦土比對復(fù)合材料吸附性能的影響
        5.3.2 X射線衍射分析(XRD)
        5.3.3 掃描電鏡分析(SEM)
        5.3.4 X射線光電子能譜分析(XPS)
        5.3.5 7% La³⁺-MMT/TiO₂復(fù)合材料吸附性能的研究
            5.3.5.1 吸附時間對吸附的影響
            5.3.5.2 剛果紅溶液pH值對吸附的影響
            5.3.5.3 剛果紅溶液初始濃度對吸附的影響
            5.3.5.4 吸附等溫方程式的建立
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻
碩士研究生期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：3755304