環(huán)境的污染、清潔能源的缺乏,已經(jīng)成為人類面臨的嚴重問題,特別是人類活動造成的嚴重水污染,導致缺水問題日益嚴重。傳統(tǒng)的物理技術(shù)(活性炭吸附、超濾、反滲透、化學試劑凝結(jié)、合成吸附樹脂上的離子交換等)可以有效將有機污染物從水相轉(zhuǎn)移到另一相,這種物理處理方式不能消除污染物,有時還會導致二次污染,并且,可再生吸附材料的生產(chǎn)使用成本較高。因此,徹底分解有機物是一個非常有意義的研究。高級氧化過程(AOPs)能夠處理水體污染問題。AOPs發(fā)生的前提條件是要有活性很高的物質(zhì),如羥基自由基(·OH)的存在。Fenton反應(yīng)是處理廢水中不可生物降解的有機污染物過程中最快速、最具成本效益和最先進的氧化方法之一。反應(yīng)過程中,氧化劑發(fā)生離解,同時形成具有高活性的·OH,·OH可侵蝕和破壞有機污染物,將廢水中的有機化合物染料礦化為CO_2、H_2O和無機鹽等無害化合物。利用太陽能光催化光解水中的有機污染物是近二十年來發(fā)展起來的新技術(shù)。無論是傳統(tǒng)治理水中污染物的方法還是新型光催化過程,·OH都是重要的活性中間體,它的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化過程以及濃度對處理水中污染物或光解水過程均有重要影響。YBa_2Cu_3O_(7-δ)(YBCO)是一種高溫超導材料,具有優(yōu)異的電子傳輸性能,特別是研究發(fā)現(xiàn),該材料具有常溫下促進H_2O_2快速分解的特性。而H_2O_2的生成反應(yīng)平衡中,·OH是重要的活性中間體。因此,本文基于超導材料YBCO,研究了促進H_2O_2分解對有機污染物降解和光催化產(chǎn)氫產(chǎn)氧的影響。論文第一部分研究了超導材料YBCO在催化降解有機污染物方面的應(yīng)用。超導材料YBCO具有獨特的結(jié)構(gòu)缺陷、可變的化學計量式、混合價態(tài)的銅離子,表面氧含量高,這些特性,使其具有催化氧化的潛力。當YBCO與H_2O_2同時存在時,YBCO可迅速催化H_2O_2水溶液產(chǎn)生大量的·OH,·OH作為強氧化劑,可降解溶液中的有機染料亞甲基藍(MB)。本研究中通過固相燒結(jié)法合成了超導材料YBCO,探究了其降解MB的最優(yōu)條件。論文的第二部分,研究了超導材料YBCO對光催化產(chǎn)氧方面的影響。WO_3具有約12%的太陽光譜吸收范圍、良好的空穴擴散性能,在光催化產(chǎn)氧領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,是一種常見的光催化產(chǎn)氧催化劑。本研究以WO_3做載體,負載YBCO,合成了復合催化劑YBCO/WO_3,基于YBCO表面的特殊性質(zhì),探究超導材料在促進光催化產(chǎn)氧方面的性能。論文的第三部分,在前期工作的基礎(chǔ)上,進一步研究了超導材料YBCO對光催化產(chǎn)氫方面的影響。WO_2-Na_xWO_3光解水過程由于反應(yīng)過程中過氧化物的產(chǎn)生,阻礙了O_2的釋放。YBCO具有催化氧化過氧化物的能力,將YBCO與WO_2-Na_xWO_3復合,探究通過促進過氧化物的分解,提高其產(chǎn)氫效率。
【學位單位】：山東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：X703;O643.36
【部分圖文】：

幾個方面：（1）太陽能光催化制氫。氫被認為是當今最具有應(yīng)用前景的清潔能源，其燃燒產(chǎn)物只有水，氫能清潔無污染。利用光催化分解水產(chǎn)氫是最重要的制氫方法之一，該方法將太陽能作為能源，使用水作為儲氫材料。（2）太陽能光催化降解污染物。紡織染料等有機化合物被排放在水中，是水污染和富營養(yǎng)化的重要來源，并且可能通過發(fā)生在廢水階段的氧化、水解或其他化學反應(yīng)而生成具有危險的副產(chǎn)物。而光催化降解技術(shù)則可將污染物徹底分解為無毒無害的物質(zhì)。（3）太陽能電池。人們目前研究出的光伏太陽能電池、聚合物太陽能電池、染料敏化太陽能電池等，將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽彩墙鉀Q能源問題的一個途徑。光催化降解(PCD)工藝在污水處理方面得到越來越廣泛的應(yīng)用，特別在是處理含有少量難降解有機物的廢水領(lǐng)域，更加受到重視。與以往的的過程相比，該方法有幾個優(yōu)勢：(1)完全礦化；(2)沒有廢物處理問題；(3)成本低；(4)可在溫和的溫度和壓力條件下進行。目前已有研究致力于使用光催化去除廢水中的染料，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)將目標污染物完全礦化[21, 38-46]。

圖 1-2 研究 Fenton 氧化廢水處理論文的數(shù)量[5應(yīng)在處理廢水中的有害有機污染物方面非常有效，可氧化碳、水和無機鹽等無害化合物。Fenton 反應(yīng)過程有高活性 OH 形成，具有侵蝕和破壞有機污染物的來，F(xiàn)enton 和光輔助 Fenton 反應(yīng)已被廣泛用于處理工物。它們的有效性是由于產(chǎn)生的 OH 具有高活性和種有機化合物。Fenton 反應(yīng)的主要過程，是通過 F高活性的 OH，有效地將有機污染物完全破壞成無染物[51]。然而，均相芬頓反應(yīng)在溶液中需要 50-80共同體指令允許的 2ppm[56]。此外，離子的分離和回個障礙。為了克服這些缺點，已經(jīng)開發(fā)了如粘土[53碳[59]等負載鐵離子的非均相催化劑。劑是 H2O2和亞鐵的混合物，反應(yīng)中會生成羥基自由

中對氮和磷的高去除率達到 8點：（1）微藻同化的氮和磷可生物質(zhì)可用于生產(chǎn)生物能、食在一定的低溫條件下呈現(xiàn)出電發(fā)現(xiàn)以來，對高溫超導材料的為高臨界溫度（Tc）氧化物超化學計量，易于合成，引起了
【參考文獻】

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本文編號：2839603