本文選題：光催化 + 納米氧化鋅�。� 參考：《北京化工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：治理工業(yè)染料廢水污染物的必要性越來越受到重視,對難降解染料的深度降解是研究的難題與熱點(diǎn)。近年來,多相光催化技術(shù)應(yīng)用于降解染料廢水,因其強(qiáng)氧化性與廣譜性,受到普遍關(guān)注。本論文采用聚合物輔助凍干法制備納米氧化鋅光催化劑,并對氧化鋅進(jìn)行離子摻雜改性,以偶氮類的甲基橙和蒽醌類的活性艷藍(lán)KN-R為模擬染料污染物,對光催化劑的性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究與降解機(jī)理探討。首先論文考察了染料初始濃度、光催化劑的質(zhì)量濃度、pH和光源因素對于光催化劑納米氧化鋅光催化降解甲基橙過程的影響,確定了單因素實(shí)驗(yàn)降解的最佳條件分別為甲基橙的初始濃度為10 mg·L~(-1),加入納米氧化鋅的質(zhì)量濃度為400 mg·L~(-1),弱酸或強(qiáng)堿性條件,并給予365 nm主波長的紫外光照。然后以Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法建立了甲基橙的降解率與染料濃度、納米氧化鋅質(zhì)量濃度、pH的二次多項(xiàng)式響應(yīng)曲面預(yù)測模型,該模型能預(yù)測95%的響應(yīng)值,且方差結(jié)果顯示染料初始濃度和納米光催化劑質(zhì)量濃度的交互作用對降解效果最為顯著。隨后,分別對納米氧化鋅摻雜鋁、鐵、鈷、鈰、鑭離子五種金屬離子,其中,制備得到的鋁摻雜納米氧化鋅表現(xiàn)出較氧化鋅優(yōu)異的活性,對10 mg·L~(-1)的甲基橙以及60 mg·L~(-1)的活性艷藍(lán),均能在1小時(shí)內(nèi)達(dá)97%的降解率,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于納米氧化鋅2小時(shí)約6Fig.5%的降解率。并且XRD分析表明,鋁離子摻雜使得粒徑變小;8%摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)的樣品SEM照片顯示其改變了納米氧化鋅的表面形貌。最后,以Langmuir-Hinshelwood為動(dòng)力學(xué)模型,對比了納米氧化鋅和鋁摻雜納米氧化鋅兩種光催化劑對甲基橙光催化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程。采用液相色譜對甲基橙及活性艷藍(lán)KN-R的不同降解時(shí)間的樣品進(jìn)行分析。
[Abstract]:The necessity of controlling pollutants in industrial dye wastewater has been paid more and more attention, and the deep degradation of dyestuffs is a difficult problem and hot spot. In recent years, multiphase photocatalytic technology has been applied to the degradation of dye wastewater. Because of its strong oxidizability and broad-spectrum, it has been widely concerned. This paper uses polymer assisted freeze drying to prepare nano Zinc Oxide. Photocatalyst, and the modification of Zinc Oxide by ion doping, with azo methyl orange and anthraquinone active brilliant blue KN-R as the simulated dye contaminants, the performance of the photocatalyst was studied and the degradation mechanism was discussed. First, the initial concentration of the dye, the mass concentration of the photocatalyst, the pH and the light source were investigated. The effect of nano Zinc Oxide on the photocatalytic degradation of methyl orange was determined. The optimum conditions for the single factor experimental degradation were 10 mg. L~ (-1) of methyl orange respectively. The mass concentration of nanoscale Zinc Oxide was 400 mg. L~ (-1), weak acid or strong alkaline condition, and the UV light was given to the main wavelength of 365 nm. Then, Box-Behnken test was used. The design method established the degradation rate and dye concentration of methyl orange, the mass concentration of nano Zinc Oxide, the two order polynomial response surface model of pH, which could predict the response value of 95%, and the result of variance showed that the interaction between the initial concentration of the dye and the mass concentration of nanometer photocatalyst was the most significant. Zinc Oxide is doped with five kinds of metal ions of aluminum, iron, cobalt, cerium and lanthanum ions. Among them, the prepared aluminum doped nanoscale Zinc Oxide shows excellent activity compared with Zinc Oxide, and the active brilliant blue of 10 mg. L~ (-1) methyl orange and 60 mg. L~ (-1) can reach 97% in 1 hours, far higher than that of nano Zinc Oxide in 2 hours about 6Fig.5% degradation. XRD analysis showed that the doping of aluminum made the particle size smaller, and the sample SEM with 8% doped mass fraction showed that it changed the surface morphology of the nano Zinc Oxide. Finally, the kinetic model of Langmuir-Hinshelwood was used to compare the photocatalytic reaction of two photocatalysts of nano Zinc Oxide and aluminum doped nanoscale Zinc Oxide to methyl orange. Mechanical equations. The samples with different degradation time of methyl orange and reactive brilliant blue KN-R were analyzed by liquid chromatography.

【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36;TQ132.41

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