功能性纖維素類復(fù)合膜制備及其光催化性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-23 04:55
隨著紡織、化纖工業(yè)的快速發(fā)展,印染行業(yè)廢水的過度排放問題日益突出,如何降解廢水中的有機(jī)污染物成為環(huán)境保護(hù)亟待解決的難題,F(xiàn)今最常用的物理法有不能將污染物徹底清除的缺點(diǎn),光催化技術(shù)作為一種新型的污染物降解技術(shù),具有降解徹底,耗能低等優(yōu)點(diǎn),成為了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。纖維素是一種廉價(jià)易得、且對(duì)環(huán)境無污染的材料,又因其具有良好的成膜性,適合作為半導(dǎo)體光催化的載體。本文以纖維素為載體,通過浸漬-沉淀法對(duì)其進(jìn)行半導(dǎo)體金屬化合物的負(fù)載制備復(fù)合型催化材料,并對(duì)其進(jìn)行SEM、XRD等表征測試,并且以羅丹明B為降解物測試材料的光催化性能。(1)以纖維素紙(CP)為載體,通過浸漬-沉淀法負(fù)載銀基化合物(Ag X)制備了Ag X/CP光催化材料。對(duì)其進(jìn)行表征并以羅丹明B為目標(biāo)污染物進(jìn)行了光催化降解實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:纖維素紙具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),能顯著增加催化劑的比表面積和吸附性能,使活性組分不易流失,提升光催化能。制備了Ag Cl/CP、Ag2O/CP、Ag2CO3/CP、Ag3PO4/CP四種材料,在可見光照射9...
【文章來源】:湘潭大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
半導(dǎo)體光催化原理圖[7]
第2章實(shí)驗(yàn)部分13(4)傅里葉變換紅外光譜測試(FT-IR)所用的傅立葉紅外光譜儀是由美國的尼高力公司生產(chǎn)。這臺(tái)儀器的型號(hào)為NICOLET380,其能夠測量的范圍是4000-400cm-1。測試方法:將測量的范圍調(diào)至4000-400cm-1,將處理好的材料放入到儀器中測試。(5)透射電鏡測試(TEM)透射電鏡(TEM)是為了進(jìn)一步了解樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu),成像效果好,分辨率高。采用JEM-2100透射電鏡對(duì)樣品進(jìn)行測試。測試方法:將樣品放入到無水酒精中,放入超聲波清洗機(jī)中分散,取少量滴加到鍍有碳膜的銅網(wǎng)上,待干燥后,進(jìn)行TEM測試,工作電壓為100kV。(6)熒光測試(PL)采用PerkinElmerLS55熒光光度計(jì)對(duì)樣品進(jìn)行測試。在室溫下于275的激發(fā)波長和300-600nm的掃描范圍下進(jìn)行測試。2.4羅丹明B標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制羅丹明B,又被稱為玫瑰紅B,或者是堿性玫瑰精,曾用作食品染色劑,但是經(jīng)過生物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),羅丹明B可以使老鼠的皮下組織生長肉瘤,懷疑有致癌作用,F(xiàn)已不允許用作食品染色。分別配置濃度為4mg/L、8mg/L、12mg/L、16mg/L、20mg/L、24mg/L、28mg/L和32mg/L的羅丹明溶液。采用紫外分光光度計(jì)在400-700nm的范圍內(nèi)掃描,最后確定最大的吸收波長為554nm,以羅丹明B的水溶液濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制出羅丹明B的標(biāo)準(zhǔn)曲線,如圖2.1所示。圖2.1羅丹明B標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig2.1StandardcurveofRhodamineB
湘潭大學(xué)碩士論文14通過線性擬合,可以得到羅丹明B的標(biāo)準(zhǔn)曲線是Y=0.02973X–0.01439,相關(guān)系數(shù)是R2=0.99941。2.5測試材料光催化性能以羅丹明B為目標(biāo)的降解物質(zhì),考察制作的材料在可見光下的光催化性能。本文使用500W的氙燈為模擬光源,額定電流設(shè)計(jì)為15A,并使用濾光片保證照射光照為λ>380nm的可見光。光源與反應(yīng)器距離設(shè)置為25厘米,反應(yīng)裝置如圖2.2。圖2.2反應(yīng)裝置圖Fig2.2Reactiondevice實(shí)驗(yàn)步驟如下:取0.1g制作完成的光催化膜,將其放入200mL一定濃度的目標(biāo)降解物溶液中,先避光攪拌一小時(shí),讓其達(dá)到吸附平衡。打開光源,每隔一定時(shí)間取5mL反應(yīng)液,離心攪拌三分鐘。在通過紫外分光光度計(jì)測試濃度。降解率為A,計(jì)算公式如下:A=(C0-Ct)/C0×100%(式2-1)注:公式中,C0為光催化反應(yīng)之前的濃度(mg/L);Ct為光照10分鐘后溶液的濃度(mg/L)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]熱塑性聚氨酯/蠶絲蛋白粉體共混膜的制備及性能[J]. 慈美玉,劉杰,張瑞,朱平,董朝紅,隋淑英. 紡織高校基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(02)
[2]功能性再生纖維素復(fù)合膜的制備及性能研究進(jìn)展[J]. 王晶晶,王錢錢,張超群,孫建中. 化工進(jìn)展. 2016(02)
[3]纖維素膜的制備及性能研究[J]. 童賢濤,鐘璇,何小云,李欣達(dá),蘭嬡,余木火. 高分子通報(bào). 2013(10)
[4]稀土摻雜二氧化鈦光催化劑的研究進(jìn)展[J]. 柴瑜超,林琳,趙斌,何丹農(nóng). 材料導(dǎo)報(bào). 2013(01)
[5]纖維素溶劑體系的研究進(jìn)展[J]. 劉會(huì)茹,劉猛帥,張星辰,趙地順. 材料導(dǎo)報(bào). 2011(07)
[6]新溶劑法纖維素纖維的技術(shù)進(jìn)展[J]. 駱強(qiáng),陳功林,徐紀(jì)剛,李方全,孫玉山. 高分子通報(bào). 2011(02)
[7]纖維素在膜科學(xué)中的研究進(jìn)展[J]. 楊鵬飛. 河北化工. 2009(04)
[8]不銹鋼金屬絲網(wǎng)上TiO2納米薄膜光催化劑的研究[J]. 朱永法,李巍,何俁,尚靜. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2003(03)
博士論文
[1]鉍系層狀化合物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能化組裝及其光催化性質(zhì)研究[D]. 程合鋒.山東大學(xué) 2012
本文編號(hào):3405078
【文章來源】:湘潭大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
半導(dǎo)體光催化原理圖[7]
第2章實(shí)驗(yàn)部分13(4)傅里葉變換紅外光譜測試(FT-IR)所用的傅立葉紅外光譜儀是由美國的尼高力公司生產(chǎn)。這臺(tái)儀器的型號(hào)為NICOLET380,其能夠測量的范圍是4000-400cm-1。測試方法:將測量的范圍調(diào)至4000-400cm-1,將處理好的材料放入到儀器中測試。(5)透射電鏡測試(TEM)透射電鏡(TEM)是為了進(jìn)一步了解樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu),成像效果好,分辨率高。采用JEM-2100透射電鏡對(duì)樣品進(jìn)行測試。測試方法:將樣品放入到無水酒精中,放入超聲波清洗機(jī)中分散,取少量滴加到鍍有碳膜的銅網(wǎng)上,待干燥后,進(jìn)行TEM測試,工作電壓為100kV。(6)熒光測試(PL)采用PerkinElmerLS55熒光光度計(jì)對(duì)樣品進(jìn)行測試。在室溫下于275的激發(fā)波長和300-600nm的掃描范圍下進(jìn)行測試。2.4羅丹明B標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制羅丹明B,又被稱為玫瑰紅B,或者是堿性玫瑰精,曾用作食品染色劑,但是經(jīng)過生物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),羅丹明B可以使老鼠的皮下組織生長肉瘤,懷疑有致癌作用,F(xiàn)已不允許用作食品染色。分別配置濃度為4mg/L、8mg/L、12mg/L、16mg/L、20mg/L、24mg/L、28mg/L和32mg/L的羅丹明溶液。采用紫外分光光度計(jì)在400-700nm的范圍內(nèi)掃描,最后確定最大的吸收波長為554nm,以羅丹明B的水溶液濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制出羅丹明B的標(biāo)準(zhǔn)曲線,如圖2.1所示。圖2.1羅丹明B標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig2.1StandardcurveofRhodamineB
湘潭大學(xué)碩士論文14通過線性擬合,可以得到羅丹明B的標(biāo)準(zhǔn)曲線是Y=0.02973X–0.01439,相關(guān)系數(shù)是R2=0.99941。2.5測試材料光催化性能以羅丹明B為目標(biāo)的降解物質(zhì),考察制作的材料在可見光下的光催化性能。本文使用500W的氙燈為模擬光源,額定電流設(shè)計(jì)為15A,并使用濾光片保證照射光照為λ>380nm的可見光。光源與反應(yīng)器距離設(shè)置為25厘米,反應(yīng)裝置如圖2.2。圖2.2反應(yīng)裝置圖Fig2.2Reactiondevice實(shí)驗(yàn)步驟如下:取0.1g制作完成的光催化膜,將其放入200mL一定濃度的目標(biāo)降解物溶液中,先避光攪拌一小時(shí),讓其達(dá)到吸附平衡。打開光源,每隔一定時(shí)間取5mL反應(yīng)液,離心攪拌三分鐘。在通過紫外分光光度計(jì)測試濃度。降解率為A,計(jì)算公式如下:A=(C0-Ct)/C0×100%(式2-1)注:公式中,C0為光催化反應(yīng)之前的濃度(mg/L);Ct為光照10分鐘后溶液的濃度(mg/L)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]熱塑性聚氨酯/蠶絲蛋白粉體共混膜的制備及性能[J]. 慈美玉,劉杰,張瑞,朱平,董朝紅,隋淑英. 紡織高校基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(02)
[2]功能性再生纖維素復(fù)合膜的制備及性能研究進(jìn)展[J]. 王晶晶,王錢錢,張超群,孫建中. 化工進(jìn)展. 2016(02)
[3]纖維素膜的制備及性能研究[J]. 童賢濤,鐘璇,何小云,李欣達(dá),蘭嬡,余木火. 高分子通報(bào). 2013(10)
[4]稀土摻雜二氧化鈦光催化劑的研究進(jìn)展[J]. 柴瑜超,林琳,趙斌,何丹農(nóng). 材料導(dǎo)報(bào). 2013(01)
[5]纖維素溶劑體系的研究進(jìn)展[J]. 劉會(huì)茹,劉猛帥,張星辰,趙地順. 材料導(dǎo)報(bào). 2011(07)
[6]新溶劑法纖維素纖維的技術(shù)進(jìn)展[J]. 駱強(qiáng),陳功林,徐紀(jì)剛,李方全,孫玉山. 高分子通報(bào). 2011(02)
[7]纖維素在膜科學(xué)中的研究進(jìn)展[J]. 楊鵬飛. 河北化工. 2009(04)
[8]不銹鋼金屬絲網(wǎng)上TiO2納米薄膜光催化劑的研究[J]. 朱永法,李巍,何俁,尚靜. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2003(03)
博士論文
[1]鉍系層狀化合物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能化組裝及其光催化性質(zhì)研究[D]. 程合鋒.山東大學(xué) 2012
本文編號(hào):3405078
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