TiO 2 -分子篩/陶瓷纖維復(fù)合材料及其光催化性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-08 21:48
隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步,能源與環(huán)境問題已成為當(dāng)今社會突出的兩大社會問題,環(huán)境污染治理日益引起人們的廣泛重視。光催化技術(shù)是近幾年興起的新型污染物治理技術(shù),因其綠色環(huán)保的應(yīng)用特性而備受研究者們的關(guān)注。TiO2具有價(jià)格低廉、催化氧化活性優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn),是應(yīng)用最為廣泛的半導(dǎo)體光催化劑之一。然而,它也存在一些弊端:如比表面積小、電子-空穴對易復(fù)合、粉體TiO2難以回收等缺點(diǎn)。克服這些缺點(diǎn)的有效方法之一是將納米TiO2進(jìn)行固載,增大材料比表面積的同時(shí),還可以解決難回收問題,成為了緩解能源和環(huán)境問題的有效途徑之一。陶瓷纖維紙具有三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)及較高的比表面積,有利于分子篩和活性組分的負(fù)載。本論文以陶瓷纖維瓦楞紙為載體,鈦酸丁酯為鈦源,ZSM-5、MCM-41分子篩為吸附材料,通過改變分子篩、TiO2負(fù)載量以及焙燒溫度,制備了一系列TiO2-分子篩/陶瓷纖維光催化復(fù)合材料;為提高光催化效率,用CdS對TiO2進(jìn)行改性,制備了 CdS-TiO2-ZSM-5/陶瓷纖維復(fù)合材料。通過X-射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、紫外-可見漫反射光譜法(Uv-vis)、X射線光電子能譜(...
【文章來源】:山東科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1銳鈦礦和金紅石相Ti02的結(jié)構(gòu)??
?全降解。目前,對CdS與Ti02異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料的研究最為廣泛(載流子遷移機(jī)??理圖見圖1.3)。??^?L?^產(chǎn)叫?\??V?L?^?二?3.2eV??i?y??圖1.3?CdS-Ti02光催化的反應(yīng)機(jī)理圖??Fig.?1.3?Schematic?illustration?of?the?photocatalytic?mechanism?of?CdS/Ti〇2??1.4分子篩負(fù)載Ti02復(fù)合材料研究進(jìn)展??納米Ti02因?yàn)榱畠r(jià)無毒和光催化活性高而被深入研宄,但因比表面積小、??電子-空穴易復(fù)合、活性位點(diǎn)少、粉體丁丨02不易回收重復(fù)利用等缺點(diǎn)制約了其在??工業(yè)應(yīng)用中的發(fā)展?朔@些制約條件的有效方法之一是將納米Ti02用多孔性??吸附材料進(jìn)行負(fù)載化。其中,分子篩具有較大的比表面積、較高吸附容量且物??化穩(wěn)定性好等優(yōu)勢,能將低濃度的有機(jī)污染物富集,促進(jìn)光催化效率的提高,??是光催化劑很好的載體。??1.4.1分子篩簡介??1.4.1.1分子篩的結(jié)構(gòu)??分子篩為結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽,分子結(jié)構(gòu)通式為:??[M:(?I?),?M2(?II?)0???AI2O3?*?nSi〇2?*?mH2〇]??其中,m(i):化合價(jià)為一價(jià)的金屬離子;m(ii):化合價(jià)為二價(jià)的金屬離子;??n:?Si〇2的分子數(shù);m:?H20的分子數(shù)。n也稱作分子篩的硅鋁比,不同的硅鋁??12??
以20mg/L的羅丹明B水溶液為液相模型污染物,以波長254nm、功率為??2x8W的燈為光源,將復(fù)合材料樣品置于燒杯中進(jìn)行復(fù)合材料對羅丹明B水溶??液的光催化性能研宄。如圖2.2所示,將光源固定于密閉箱體上方,裝有150ml??羅丹明B水溶液的燒杯置于磁力攪拌器上,通過升降架調(diào)整到合適的距離,稱??取一定量的復(fù)合材料置于燒杯中,打開光源進(jìn)行反應(yīng),間隔一定時(shí)間取樣,用??高速離心機(jī)離心后,取上清液置于Uv-vis分光光度計(jì)中測其吸光度。??22??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Photocatalytic degradation of rhodamine B by dye-sensitized TiO2 under visible-light irradiation[J]. SHANG Jing,ZHAO FengWei,ZHU Tong & LI Jia State Key Joint Laboratory of Environmental Simulation and Pollution Control;College of Environmental Sciences and Engineering,Peking University,Beijing 100871,China. Science China(Chemistry). 2011(01)
[2]生物滴濾塔中兩種優(yōu)勢菌種對高濃度甲苯廢氣凈化對比實(shí)驗(yàn)[J]. 何澤,李桂英,安太成,曾祥英,劉強(qiáng),盛國英,傅家謨. 環(huán)境工程. 2007(02)
[3]采用活性炭纖維吸附裝置回收VOC的優(yōu)點(diǎn)分析[J]. 李守信,金平,張文智,王英杰,彭通樂,王雪. 化工環(huán)保. 2004(S1)
[4]新型抗菌劑——納米TiO2的研究與應(yīng)用[J]. 姚恩親,江欞,馬家舉. 化學(xué)與生物工程. 2003(06)
[5]氣體分離無機(jī)膜的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J]. 廖傳華,徐南平,時(shí)鈞. 中國陶瓷. 2003(02)
[6]室內(nèi)空氣污染的來源、危害及控制[J]. 黃玉凱. 現(xiàn)代科學(xué)儀器. 2002(04)
[7]TiO2納米晶光催化降解鉻酸根離子的研究[J]. 張青紅,高濂,郭景坤. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2000(10)
[8]LaFe1-xCuxO3的光催化性及正電子湮沒研究[J]. 傅希賢,桑麗霞,白樹林,楊秋華,王俊珍,孫藝環(huán),曾淑蘭. 化學(xué)物理學(xué)報(bào). 2000(04)
[9]LaFeO3的光催化性[J]. 白樹林,付希賢,王俊珍,楊秋華,孫藝環(huán),曾淑蘭. 應(yīng)用化學(xué). 2000(03)
[10]納米TiO2——種新型的無機(jī)抗菌劑[J]. 祖庸,雷閆盈,李曉娥,王訓(xùn),吳金龍. 現(xiàn)代化工. 1999(08)
博士論文
[1]TiO2基光催化劑的制備、結(jié)構(gòu)及光催化降解VOCs性能與機(jī)理研究[D]. 孫松.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[2]TiO2/ZSM-5復(fù)合光催化劑的制備及性能研究[D]. 郭鵬.大連理工大學(xué) 2010
[3]活性炭纖維負(fù)載二氧化鈦光催化劑的制備及性能評價(jià)[D]. 劉亞蘭.東北林業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]TiO2-SiO2殼核型光催化劑的制備與表征[D]. 蒲云濤.中國海洋大學(xué) 2014
[2]負(fù)載型TiO2光催化材料的制備及典型氣相污染物降解性能研究[D]. 楊青山.華南理工大學(xué) 2010
本文編號:3577343
【文章來源】:山東科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1銳鈦礦和金紅石相Ti02的結(jié)構(gòu)??
?全降解。目前,對CdS與Ti02異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料的研究最為廣泛(載流子遷移機(jī)??理圖見圖1.3)。??^?L?^產(chǎn)叫?\??V?L?^?二?3.2eV??i?y??圖1.3?CdS-Ti02光催化的反應(yīng)機(jī)理圖??Fig.?1.3?Schematic?illustration?of?the?photocatalytic?mechanism?of?CdS/Ti〇2??1.4分子篩負(fù)載Ti02復(fù)合材料研究進(jìn)展??納米Ti02因?yàn)榱畠r(jià)無毒和光催化活性高而被深入研宄,但因比表面積小、??電子-空穴易復(fù)合、活性位點(diǎn)少、粉體丁丨02不易回收重復(fù)利用等缺點(diǎn)制約了其在??工業(yè)應(yīng)用中的發(fā)展?朔@些制約條件的有效方法之一是將納米Ti02用多孔性??吸附材料進(jìn)行負(fù)載化。其中,分子篩具有較大的比表面積、較高吸附容量且物??化穩(wěn)定性好等優(yōu)勢,能將低濃度的有機(jī)污染物富集,促進(jìn)光催化效率的提高,??是光催化劑很好的載體。??1.4.1分子篩簡介??1.4.1.1分子篩的結(jié)構(gòu)??分子篩為結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽,分子結(jié)構(gòu)通式為:??[M:(?I?),?M2(?II?)0???AI2O3?*?nSi〇2?*?mH2〇]??其中,m(i):化合價(jià)為一價(jià)的金屬離子;m(ii):化合價(jià)為二價(jià)的金屬離子;??n:?Si〇2的分子數(shù);m:?H20的分子數(shù)。n也稱作分子篩的硅鋁比,不同的硅鋁??12??
以20mg/L的羅丹明B水溶液為液相模型污染物,以波長254nm、功率為??2x8W的燈為光源,將復(fù)合材料樣品置于燒杯中進(jìn)行復(fù)合材料對羅丹明B水溶??液的光催化性能研宄。如圖2.2所示,將光源固定于密閉箱體上方,裝有150ml??羅丹明B水溶液的燒杯置于磁力攪拌器上,通過升降架調(diào)整到合適的距離,稱??取一定量的復(fù)合材料置于燒杯中,打開光源進(jìn)行反應(yīng),間隔一定時(shí)間取樣,用??高速離心機(jī)離心后,取上清液置于Uv-vis分光光度計(jì)中測其吸光度。??22??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Photocatalytic degradation of rhodamine B by dye-sensitized TiO2 under visible-light irradiation[J]. SHANG Jing,ZHAO FengWei,ZHU Tong & LI Jia State Key Joint Laboratory of Environmental Simulation and Pollution Control;College of Environmental Sciences and Engineering,Peking University,Beijing 100871,China. Science China(Chemistry). 2011(01)
[2]生物滴濾塔中兩種優(yōu)勢菌種對高濃度甲苯廢氣凈化對比實(shí)驗(yàn)[J]. 何澤,李桂英,安太成,曾祥英,劉強(qiáng),盛國英,傅家謨. 環(huán)境工程. 2007(02)
[3]采用活性炭纖維吸附裝置回收VOC的優(yōu)點(diǎn)分析[J]. 李守信,金平,張文智,王英杰,彭通樂,王雪. 化工環(huán)保. 2004(S1)
[4]新型抗菌劑——納米TiO2的研究與應(yīng)用[J]. 姚恩親,江欞,馬家舉. 化學(xué)與生物工程. 2003(06)
[5]氣體分離無機(jī)膜的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J]. 廖傳華,徐南平,時(shí)鈞. 中國陶瓷. 2003(02)
[6]室內(nèi)空氣污染的來源、危害及控制[J]. 黃玉凱. 現(xiàn)代科學(xué)儀器. 2002(04)
[7]TiO2納米晶光催化降解鉻酸根離子的研究[J]. 張青紅,高濂,郭景坤. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2000(10)
[8]LaFe1-xCuxO3的光催化性及正電子湮沒研究[J]. 傅希賢,桑麗霞,白樹林,楊秋華,王俊珍,孫藝環(huán),曾淑蘭. 化學(xué)物理學(xué)報(bào). 2000(04)
[9]LaFeO3的光催化性[J]. 白樹林,付希賢,王俊珍,楊秋華,孫藝環(huán),曾淑蘭. 應(yīng)用化學(xué). 2000(03)
[10]納米TiO2——種新型的無機(jī)抗菌劑[J]. 祖庸,雷閆盈,李曉娥,王訓(xùn),吳金龍. 現(xiàn)代化工. 1999(08)
博士論文
[1]TiO2基光催化劑的制備、結(jié)構(gòu)及光催化降解VOCs性能與機(jī)理研究[D]. 孫松.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[2]TiO2/ZSM-5復(fù)合光催化劑的制備及性能研究[D]. 郭鵬.大連理工大學(xué) 2010
[3]活性炭纖維負(fù)載二氧化鈦光催化劑的制備及性能評價(jià)[D]. 劉亞蘭.東北林業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]TiO2-SiO2殼核型光催化劑的制備與表征[D]. 蒲云濤.中國海洋大學(xué) 2014
[2]負(fù)載型TiO2光催化材料的制備及典型氣相污染物降解性能研究[D]. 楊青山.華南理工大學(xué) 2010
本文編號:3577343
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