發(fā)布時間：2025-01-05 23:54

　　六價鉻是水體中污染較為嚴重的重金屬離子之一,其不易降解,毒性較高,嚴重威脅人類的健康。光催化技術(shù)是能夠有效解決水體中六價鉻污染且經(jīng)濟環(huán)保的方法。TiO2-SiO2氣凝膠是一種復(fù)合材料,其性質(zhì)穩(wěn)定,無毒環(huán)保,光催化性能優(yōu)于純TiO2氣凝膠材料,但TiO2-SiO2氣凝膠材料僅能吸收紫外光,為提高TiO2-SiO2氣凝膠材料在可見光范圍內(nèi)的光催化活性,本文利用姜黃素和三種不同類型花青素(梔子藍、紫甘薯、葡萄皮紅)為模板合成TiO2-SiO2氣凝膠,之后將制成的材料通過XRD、SEM、TEM、FT-IR、BET、XPS、UV-Vis等手段進行表征,并用于可見光催化還原六價鉻,同時討論了一系列反應(yīng)條件(Ti與Si的比例、色素模板含量,催化劑量,pH值,犧牲劑的種類,犧牲劑加入量,溶液初始濃度)的影響。此外,本文首次將多種植物葉片制成無機光催化劑,并用于光催化還原CO2的研究中,探究了不同反應(yīng)條件下的光催化活性。論文得到了以下主要研究結(jié)果:(1)加入姜黃素為模板后,通過表征發(fā)現(xiàn)材料分散性較好,而且在可見光區(qū)有明顯吸收。在可見光下,六價鉻還原率最高達98.0%,遠超過不加色素的TiO2-SiO2氣凝...

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 六價鉻的危害及傳統(tǒng)處理方法
        1.1.1 六價鉻的危害
        1.1.2 六價鉻的傳統(tǒng)處理方法
    1.2 光催化技術(shù)簡介及還原六價鉻的研究
        1.2.1 光催化技術(shù)簡介
        1.2.2 光催化還原六價鉻研究進展
    1.3 姜黃素和花青素的研究與應(yīng)用
        1.3.1 天然色素概況
        1.3.2 姜黃素和花青素簡介
        1.3.3 姜黃素與花青素的光催化應(yīng)用
    1.4 TiO₂-SiO₂氣凝膠光催化研究進展與應(yīng)用
        1.4.1 氣凝膠材料發(fā)展簡介、應(yīng)用領(lǐng)域和制備
        1.4.2 TiO₂-SiO₂氣凝膠概述及光催化應(yīng)用
    1.5 光催化還原CO₂研究進展
        1.5.1 光催化還原CO₂研究背景
        1.5.2 光催化還原CO₂的產(chǎn)物
        1.5.3 光催化還原CO₂的催化劑
    1.6 論文選題思路、研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.6.1 選題思路
        1.6.2 研究內(nèi)容
        1.6.3 研究創(chuàng)新點
第二章 實驗部分
    2.1 實驗試劑和儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料的合成
        2.2.1 姜黃素為模板TiO₂-SiO₂氣凝膠合成
        2.2.2 花青素為模板TiO₂-SiO₂氣凝膠合成
        2.2.3 植物光催化劑及光催化劑與配體復(fù)合的制備
    2.3 材料的表征
        2.3.1 X-射線粉末衍射(XRD)
        2.3.2 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)和透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.3 氮氣吸附-脫附(BET)
        2.3.4 紅外光譜(FT-IR)
        2.3.5 紫外-可見漫反射(UV-Vis)
        2.3.6 X射線光電子能譜(XPS)
    2.4 光催化還原六價鉻的性能研究
        2.4.1 方法原理
        2.4.2 所需溶液配制
        2.4.3 樣品的測定
        2.4.4 標準曲線繪制
    2.5 光催化還原CO₂性能研究
        2.5.1 實驗方法
        2.5.2 分析方法
第三章 姜黃素為模板的TiO₂-SiO₂氣凝膠光催化還原六價鉻
    3.1 引言
    3.2. 材料表征
        3.2.1 氮氣吸附-脫附(BET)
        3.2.2 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)
        3.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        3.2.4 X射線粉末衍射(XRD)
        3.2.5 紫外-可見漫反射(UV-Vis)
        3.2.6 紅外光譜(FT-IR)
        3.2.7 X射線光電子能譜(XPS)
    3.3. 實驗步驟
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 不同鈦硅比的影響
        3.4.2 不同姜黃素模板含量的影響
        3.4.3 不同催化劑加入量的影響
        3.4.4 不同pH的影響
        3.4.5 不同初始濃度的影響
        3.4.6 不同犧牲劑的量
        3.4.7 重復(fù)性實驗
        3.4.8 可能的反應(yīng)機理
    3.5 小結(jié)
第四章 花青素為模板的TiO₂-SiO₂氣凝膠光催化還原六價鉻
    4.1 引言
    4.2 花青素為模板的鈦硅氣凝膠表征
        4.2.1 氮氣吸附-脫附(BET)
        4.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        4.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        4.2.4 X射線粉末衍射(XRD)
        4.2.5 紫外可見漫反射(UV-Vis)
    4.3 實驗步驟
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 不同類型花青素的影響
        4.4.2 不同紫甘薯模板含量的影響
        4.4.3 不同犧牲劑的影響
        4.4.4 不同犧牲劑的量影響
        4.4.5 不同濃度的影響
        4.4.6 不同pH的影響
        4.4.7 重復(fù)性實驗
        4.4.8 可能的反應(yīng)機理
    4.5 小結(jié)
第五章 植物光催化劑光催化還原CO₂的研究
    5.1 引言
    5.2 植物光催化劑的表征
        5.2.1 氮氣吸附-脫附(BET)
        5.2.2 X射線粉末衍射(XRD)
        5.2.3 紫外可見漫反射(UV-Vis)
        5.2.4 掃描電子顯微鏡(SEM)
        5.2.5 X射線光電子能譜(XPS)
    5.3 實驗步驟
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 不同種類植物光催化劑的影響
        5.4.2 不同催化劑量的影響
        5.4.3 不同犧牲劑的影響
        5.4.4 不同配體的影響
    5.5 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 研究結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間完成的科研成果
致謝



本文編號：4023468