發(fā)布時(shí)間：2023-04-23 06:37

　　目前,隨著國(guó)內(nèi)環(huán)境治理政策的完善,環(huán)境問(wèn)題已有明顯的改善。但重金屬對(duì)人類和環(huán)境帶來(lái)的嚴(yán)重威脅依然存在,重金屬的污染處理仍然是全球范圍內(nèi)最受關(guān)注的話題之一。在這些重金屬污染物中,鉻Cr(Ⅵ)以其高毒性著稱,可引起嘔吐、嚴(yán)重腹瀉、腎損害、肝病、甚至是癌癥等多種癥狀,給人類的生存和環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的危害。本工作分別制備了2D-RGO/TiO₂、g-C₃N₄/TiO₂以及2D-WS₂/TiO₂三種材料,采用光催化方法對(duì)其去除水中重金屬Cr(Ⅵ)的性能和機(jī)制進(jìn)行研究,具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)采用Hummers法將石墨粉氧化制備得到了氧化石墨烯(GO)材料,然后通過(guò)溶膠-凝膠-水熱法將TiO₂前驅(qū)體直接復(fù)合在被還原的石墨烯材料表面得到2D-RGO/TiO₂復(fù)合材料,通過(guò)SEM、PL、XRD、XPS、EIS等手段對(duì)制備得到的2D-RGO/TiO₂材料進(jìn)行表征,結(jié)果顯示了所得光催化劑中的氧化還原石墨烯呈均勻的片...

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 前言
    1.1 引言
    1.2 水體中的重金屬Cr(Ⅵ)污染
        1.2.1 水體中重金屬Cr(Ⅵ)污染的來(lái)源
        1.2.2 水體中重金屬Cr(Ⅵ)污染的現(xiàn)狀
        1.2.3 水體中重金屬Cr(Ⅵ)污染的危害
    1.3 水體中的Cr(Ⅵ)污染物去除方法
        1.3.1 離子交換法
        1.3.2 電化學(xué)分離法
        1.3.3 化學(xué)沉淀法
        1.3.4 膜分離法
        1.3.5 吸附法
        1.3.6 生物吸附法
        1.3.7 光催化還原去除法
    1.4 光催化在去除水中重金屬Cr(Ⅵ)離子的應(yīng)用
        1.4.1 光催化的研究歷史
        1.4.2 光催化的研究現(xiàn)狀
        1.4.3 光催化還原機(jī)理
        1.4.4 TiO₂納米材料改性的研究進(jìn)展
    1.5 光催化活性的影響因素
        1.5.1 光源
        1.5.2 體系的pH
        1.5.3 外加場(chǎng)效應(yīng)
        1.5.4 捕獲劑
    1.6 改性后TiO₂光催化的應(yīng)用
        1.6.1 氫能源
        1.6.2 生物殺菌
        1.6.3 空氣凈化
        1.6.4 污水處理
    1.7 本文主要研究?jī)?nèi)容及依據(jù)
2 2D-RGO/TiO₂的制備及其協(xié)同去除Cr(Ⅵ)的吸附/光還原機(jī)理
    2.1 概述
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        2.2.2 氧化石墨烯(GO)的制備
        2.2.3 復(fù)合光催化劑2D-RGO/TiO₂ 的制備
        2.2.4 光催化劑的表征
            2.2.4.1 掃描電鏡測(cè)試
            2.2.4.2 X-射線衍射圖譜
            2.2.4.3 比表面積測(cè)試
            2.2.4.4 紫外-可見(jiàn)漫反射光譜
            2.2.4.5 光致發(fā)光(PL)光譜
            2.2.4.6 電化學(xué)分析
            2.2.4.7 X射線光電子能譜(XPS)分析
        2.2.5 實(shí)驗(yàn)方法
            2.2.5.1 目標(biāo)還原物Cr(Ⅵ)的選擇依據(jù)
            2.2.5.2 Cr(Ⅵ)光催化還原實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
            2.2.5.3 Cr(Ⅵ)光催化還原實(shí)驗(yàn)方法
    2.3 結(jié)果和討論
        2.3.1 2D-RGO/TiO₂ 復(fù)合光催化劑的表征
            2.3.1.1 表面形貌(SEM)分析
            2.3.1.2 X-射線衍射(XRD)測(cè)試
            2.3.1.3 比表面積測(cè)試
            2.3.1.4 紫外可見(jiàn)漫反射(DRS)光譜分析
            2.3.1.5 光致發(fā)光(PL)與電化學(xué)分析
        2.3.2 光催化實(shí)驗(yàn)
            2.3.2.1 不同催化劑的光催化實(shí)驗(yàn)
            2.3.2.2 不同催化劑用量的光催化實(shí)驗(yàn)
            2.3.2.3 不同pH下 Cr(Ⅵ)的光催化實(shí)驗(yàn)
        2.3.3 表面元素形態(tài)分析
        2.3.4 2D-RGO/TiO₂ 性能的理論計(jì)算
        2.3.5 光催化機(jī)理
        2.3.6 光催化劑循環(huán)實(shí)驗(yàn)
    2.4 本章小結(jié)
3 g-C3N4/TiO₂ 光催化還原水中Cr(Ⅵ)的實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 概述
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        3.2.2 層狀g-C3N4結(jié)構(gòu)的制備
        3.2.3 復(fù)合光催化劑g-C3N4/TiO₂ 的制備
        3.2.4 復(fù)合光催化劑g-C3N4/TiO₂ 的表征
    3.3 結(jié)果和討論
        3.3.1 復(fù)合光催化劑的表征分析
            3.3.1.1 掃描電鏡(SEM)的表面形貌分析
            3.3.1.2 紫外可見(jiàn)漫反射光譜(DRS)分析
            3.3.1.3 光致發(fā)光(PL)分析
            3.3.1.4 電化學(xué)分析
        3.3.2 光催化實(shí)驗(yàn)
            3.3.2.1 不同催化劑的光催化實(shí)驗(yàn)探究
            3.3.2.2 光催化循環(huán)實(shí)驗(yàn)
            3.3.2.3 光催化機(jī)理探究
    3.4 本章小結(jié)
4 2D-WS2/TiO₂ 光催化還原水中Cr(Ⅵ)的實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 概述
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        4.2.2 2D-WS2/TiO₂ 復(fù)合光催化劑的制備
        4.2.3 復(fù)合光催化劑2D-WS2/TiO₂ 的表征
    4.3 結(jié)果和討論
        4.3.1 復(fù)合光催化劑的表征分析
            4.3.1.1 掃描電鏡(SEM)的表面形貌分析
            4.3.1.2 紫外可見(jiàn)漫反射光譜(DRS)分析
            4.3.1.3 光致發(fā)光(PL)光譜分析
            4.3.1.4 電化學(xué)阻抗(EIS)測(cè)試
        4.3.2 光催化實(shí)驗(yàn)
            4.3.2.1 不同條件下的光催化性能探究
            4.3.2.2 pH對(duì)新型的2D-WS2/TiO₂ 材料光催化性能的影響
            4.3.2.3 干擾離子對(duì)2D-WS2/TiO₂ 光催化性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號(hào)：3799298