本文關(guān)鍵詞：溴氧化鉍的制備及光催化降解苯的性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,工農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中產(chǎn)生的大量揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)嚴(yán)重危害了大氣環(huán)境質(zhì)量和人體健康。在眾多VOCs中,苯系物屬于環(huán)境空氣中濃度較高、危害較大且難降解的一類。光催化氧化技術(shù)是一種綠色高級氧化技術(shù),具有能耗低、效率高、降解徹底等優(yōu)點(diǎn),在污染物治理和能源開發(fā)方面具有廣泛的研究和應(yīng)用,溴氧化鉍(BiOBr)作為一種新型的光催化材料,因其獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電場、間接躍遷模式及優(yōu)良的光催化性能,引起了研究者們的關(guān)注。因此,找到一種簡單有效的方法制備出具有優(yōu)異的光催化性能的BiOB r,探討其對苯的光催化降解性能的影響因素,以期為光催化技術(shù)的推廣和高活性的催化材料的開發(fā)提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。采用硝酸鉍作為鉍源,十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)作為溴源,無水乙醇作為溶劑介質(zhì)制備得到納米溴氧化鉍(BiOBr)粉末。制備過程中通過改變?nèi)軇釡囟群头磻?yīng)物Bi/Br摩爾比,得到不同形貌結(jié)構(gòu)的BiOBr粉末。通過XRD、 SEM、TEM、BET、UV-Vis等表征手段,系統(tǒng)地研究了制備過程中溶劑熱溫度及反應(yīng)物Bi/Br摩爾比對BiOBr的結(jié)構(gòu)、形貌、比表面積及光吸收性質(zhì)的影響,初步探討了BiOBr結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理。結(jié)果表明,在反應(yīng)物Bi/Br摩爾比為1：6時,制得的溴氧化鉍為納米片層狀堆疊結(jié)構(gòu),且隨著溶劑熱溫度的變化,溴氧化鉍的晶型結(jié)構(gòu)有一定的轉(zhuǎn)變,納米片厚度和對紫外光的吸收強(qiáng)度都隨溫度的的增加而減小。其中,120℃下制備得到的BiOBr具有最好的光催化活性,對苯進(jìn)行紫外光降解反應(yīng)90min,苯的去除率可達(dá)到65%,而Ti02光催化降解苯的效率僅為18%。測試制得的BiOBr穩(wěn)定性時,發(fā)現(xiàn)催化劑重復(fù)使用三次后,BiOBr對苯的催化效率降低不到1%,說明BiOBr的穩(wěn)定性良好。當(dāng)溶劑熱溫度為120℃時,隨著Bi/Br摩爾比的提高,溴氧化鉍的結(jié)構(gòu)形貌由層狀漸漸交錯成花球狀,且球的粒徑隨之變小,比表面積則相應(yīng)增大,光催化相應(yīng)地增強(qiáng)。Bi/Br比為2：1時,苯的光催化去除率最高可達(dá)80%,光催化性能最好。采用制備得到的性能最優(yōu)的BiOBr探討了光催化過程中催化劑投加量、反應(yīng)物初始濃度、水蒸氣含量和光強(qiáng)對光催化降解苯的影響。結(jié)果表明,在一定范圍內(nèi),催化劑投加量越多,光催化效率越高,當(dāng)達(dá)到一定量時,去除效率不再明顯增加,反應(yīng)界面面積大小不再是影響光催化效率的主要因素。反應(yīng)物初始濃度增加,光催化效率提高,增加到2.3g/m3,去除效率最大達(dá)到90%,繼續(xù)增加濃度,催化效率不再提高,這是因?yàn)榇呋瘎┠芴峁┑幕钚灾行氖怯邢薜?過量的苯分子之間形成了相互競爭的關(guān)系。體系中存在一定量的水蒸氣,可以提高光催化降解效率,水蒸氣過量時,則會制約BiOBr的光催化性能。隨著紫外光光強(qiáng)的增大,體系中光子數(shù)增多,苯的降解率提高。最后對苯的光催化過程進(jìn)行了動力學(xué)研究,結(jié)果表明,苯的光催化過程符合一級反應(yīng)動力學(xué)方程。
【關(guān)鍵詞】：溴氧化鉍 揮發(fā)性有機(jī)物 苯 光催化 降解 動力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ426;X701
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-27
• 1.1 揮發(fā)性有機(jī)物概述12-14
• 1.2 揮發(fā)性有機(jī)物的處理技術(shù)14-19
• 1.2.1 物理、物化法14-16
• 1.2.2 化學(xué)、生化法16-19
• 1.3 光催化劑鹵氧化鉍的研究現(xiàn)狀19-22
• 1.3.1 鹵氧化鉍的結(jié)構(gòu)特征19-21
• 1.3.2 鹵氧化鉍的制備方法21-22
• 1.4 光催化降解VOCs的影響因素22-25
• 1.4.1 催化劑性質(zhì)23-24
• 1.4.2 反應(yīng)條件24-25
• 1.5 研究意義和內(nèi)容25-27
• 1.5.1 研究意義25-26
• 1.5.2 研究內(nèi)容26-27
• 第2章 實(shí)驗(yàn)部分27-33
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器27-28
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑27
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法28-33
• 2.2.1 溴氧化鉍的制備方法28-29
• 2.2.2 溴氧化鉍的表征方法29-30
• 2.2.3 光催化實(shí)驗(yàn)方法30-32
• 2.2.4 苯的檢測方法32-33
• 第3章 溴氧化鉍的形貌調(diào)控及表征分析33-43
• 3.1 不同溶劑熱溫度制備的溴氧化鉍的形貌結(jié)構(gòu)33-37
• 3.1.1 溴氧化鉍的晶體結(jié)構(gòu)分析33-34
• 3.1.2 溴氧化鉍的形貌結(jié)構(gòu)分析34-35
• 3.1.3 溴氧化鉍的比表面積和孔徑分析35-36
• 3.1.4 溴氧化鉍的光學(xué)吸收性質(zhì)分析36-37
• 3.2 不同Bi/Br比制備的溴氧化鉍的形貌結(jié)構(gòu)37-41
• 3.2.1 溴氧化鉍的晶體結(jié)構(gòu)分析37-38
• 3.2.2 溴氧化鉍的表面形貌分析38-40
• 3.2.3 溴氧化鉍的比表面積和孔徑分析40-41
• 3.3 本章小結(jié)41-43
• 第4章 溴氧化鉍光催化降解苯的性能研究43-53
• 4.1 催化劑制備條件對光催化效率的影響43-45
• 4.1.1 溶劑熱溫度對溴氧化鉍光催化性能的影響43-44
• 4.1.2 反應(yīng)物Bi/Br比對溴氧化鉍光催化性能的影響44-45
• 4.2 反應(yīng)條件對光催化效率的影響45-51
• 4.2.1 催化劑用量對苯的光降解效率的影響45-46
• 4.2.2 苯的初始濃度對光降解效率的影響46-47
• 4.2.3 水蒸氣含量對苯的光降解效率的影響47-48
• 4.2.4 光強(qiáng)對苯的光降解效率的影響48-49
• 4.2.5 苯的光催化降解動力學(xué)研究49-51
• 4.3 本章小結(jié)51-53
• 第5章 結(jié)論與展望53-55
• 5.1 結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn)53-54
• 5.2 展望54-55
• 參考文獻(xiàn)55-63
• 致謝63-64
• 附錄64-65
• 附件65

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉怡,熊亞,朱錫海;電催化降解廢水中陰離子表面活性劑的研究[J];環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備;2000年05期

2 趙文寬,方佑齡,董慶華;太陽能光催化降解水面石油的研究[J];武漢大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2000年02期

3 武正簧;利用二氧化鈦簿膜光催化降解廢水(英文)[J];Journal of Natural Gas Chemistry;2001年01期

4 張?zhí)煊?朱丹丹,邵紅飛,付強(qiáng),趙進(jìn)才;陽離子表面活性劑對有機(jī)顏料艷紅6B光催化降解的影響[J];催化學(xué)報;2005年07期

5 方濤,羅永松,李家麟,李曉勤;光助電催化降解活性艷紅X-3B的研究[J];化學(xué)工程師;2005年08期

6 夏金虹;二氧化鈦粉體光催化降解印染廢水的研究[J];應(yīng)用化工;2005年08期

7 崔玉民;孫文中;;二氧化鈦合成與表征及其在光催化降解酸性紅B中的應(yīng)用[J];過程工程學(xué)報;2007年02期

8 李春華;張敏華;姜浩錫;;氧化鋇催化降解聚苯乙烯的熱分析動力學(xué)[J];高�；瘜W(xué)工程學(xué)報;2009年01期

9 謝艷招;蘇德志;陳厚;趙林;;光催化降解含萘污水[J];江西化工;2009年04期

10 ;一種催化降解廢水中全氟辛酸的裝置和方法[J];化工環(huán)保;2013年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳曉珊;黃碧純;;可見光下TiO_2-CdS/MNCNTs催化降解氣相甲苯產(chǎn)物研究[A];第六屆全國環(huán)境化學(xué)大會暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

2 王金麗;張猛;;納米氧化鈦光催化降解雙酚A的研究進(jìn)展[A];新農(nóng)村建設(shè)與環(huán)境保護(hù)——華北五省市區(qū)環(huán)境科學(xué)學(xué)會第十六屆學(xué)術(shù)年會優(yōu)秀論文集[C];2009年

3 趙進(jìn)才;馬萬紅;陳春成;;有毒難降解有機(jī)污染物光催化降解及其機(jī)理研究[A];第五屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

4 李振民;邵田;張彭義;;納米氧化銦光催化降解全氟辛酸的研究[A];持久性有機(jī)污染物論壇2010暨第五屆持久性有機(jī)污染物全國學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2010年

5 付先亮;張子重;王緒緒;付賢智;;光催化降解污染物及分解水的耦合系統(tǒng)研究[A];第五屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

6 李宗威;朱永法;;日光下光催化降解聚乙烯塑料的研究[A];2004年全國太陽能光化學(xué)與光催化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

7 馬萬紅;陳春城;趙進(jìn)才;;改性二氧化鈦可見光光催化降解有機(jī)污染物[A];2004年全國太陽能光化學(xué)與光催化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

8 熊巍;李新勇;肇啟東;陳國華;;Ag_3PO_4/BiPO_4的制備、表征及其可見光光催化降解甲苯研究[A];第六屆全國環(huán)境化學(xué)大會暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

9 洪軍;孫成;劉亞子;;利用微波無電極燈光催化降解水溶液中的苯酚[A];第三屆全國環(huán)境化學(xué)學(xué)術(shù)大會論文集[C];2005年

10 湯海榮;程振興;周黎明;左國民;齊麗紅;孔令策;;沙林在水泥環(huán)境中的催化降解研究[A];第五屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 賴冬志;氧化亞銅/聚丙烯腈納米纖維催化降解染料[D];浙江理工大學(xué);2015年

2 于書平;光電催化降解有機(jī)染料的研究[D];華南理工大學(xué);2004年

3 韓德（Hayder Abdulhasan Abbood）;幾種釩氧化物納米材料的合成、表征及其在顏料催化降解中的應(yīng)用[D];華中科技大學(xué);2013年

4 耿啟金;環(huán)隙流化床中納米顆粒聚團(tuán)流態(tài)化/光催化降解VOCs的研究[D];青島科技大學(xué);2011年

5 潘海祥;光催化降解飲用水中幾種典型有機(jī)污染物——影響因素及降解機(jī)理的研究[D];中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所;2000年

6 劉廣龍;非金屬元素?fù)诫s半導(dǎo)體礦物制備、結(jié)構(gòu)表征及光催化降解高/大分子有機(jī)污染物的研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

7 尹曉紅;水溶液中典型有機(jī)物的光催化降解過程分析及反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與模擬[D];天津大學(xué);2006年

8 艾智慧;微波/超聲輔助光催化降解氯酚的研究[D];華中科技大學(xué);2004年

9 鐘俊波;TiO_2基催化劑上氣相光催化降解苯的研究[D];四川大學(xué);2007年

10 張帆;TiO_2表面活性位調(diào)控及其對氣相甲苯吸附和光催化降解的影響[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 田兆偉;填充SiO_2-TiO_2復(fù)合材料的連續(xù)流動反應(yīng)器催化降解城市生活污水[D];燕山大學(xué);2015年

2 李媛媛;幾種碳納米管結(jié)合微波催化降解水中有機(jī)污染物的研究[D];遼寧大學(xué);2015年

3 李靜;鐵(Ⅲ)—西弗堿配體和d~(10)金屬構(gòu)筑的雙金屬—有機(jī)框架及其在氣體吸附和可見光催化降解2-氯笨酚的研究[D];東北師范大學(xué);2015年

4 張宇飛;光催化降解甲苯的實(shí)驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2016年

5 崔玲君;海洋原油污染物的降解方法研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

6 王玲玉;泡l沾篩涸氐母男訲iO_2對水中啶酰菌胺的光催化降解[D];東南大學(xué);2015年

7 陳標(biāo)杭;Sm_2BiTaO_7的合成、表征及可見光催化降解青蓮染料性能和機(jī)理的研究[D];南京大學(xué);2014年

8 陳良偉;氧化鋅復(fù)合材料的制備及應(yīng)用[D];安徽理工大學(xué);2016年

9 劉雪梅;應(yīng)用于光催化降解有機(jī)污染物的膜研究[D];華東理工大學(xué);2016年

10 李巖;納米Fe_2O_3光催化降解乙草胺和鄰苯二甲酸二正辛酯的研究[D];東北大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：溴氧化鉍的制備及光催化降解苯的性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：255299