本文關(guān)鍵詞：聚四氟乙烯超細(xì)纖維負(fù)載二氧化鈦光催化劑制備與性能研究

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【摘要】：傳統(tǒng)印染廢水的處理方法雖然成本低、操作簡(jiǎn)單,但存在處理周期長(zhǎng)、清除不徹底、易引起二次污染等缺點(diǎn),近年來(lái)興起的纖維載體光催化降解方法很好的避免了上述不足。聚四氟乙烯(PTFE)具有高強(qiáng)度、耐酸堿性和耐溫性等優(yōu)異性能,尤其適合于作催化劑載體。本文主要研究了采用靜電紡絲法制備PTFE/PVA/硼酸納米纖維膜后,通過(guò)浸漬-燒結(jié)法制備PTFE納米纖維膜負(fù)載二氧化鈦(TiO2)光催化劑,并探討了其對(duì)亞甲基藍(lán)染料的光催化降解性能。首先,采用單因素變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)條件,探討了影響靜電紡PTFE/PVA/硼酸納米纖維形貌的因素,通過(guò)SEM圖像及直徑分布確立了靜電紡絲的最佳工藝參數(shù)：PTFE/PVA的質(zhì)量比為15：1,硼酸添加量為15 uL,攪拌時(shí)間14 h,電壓為30 kV,接收速率為200 r/min,接收距離為15cm。其次,將PTFE/PVA/硼酸納米纖維膜浸泡在鈦酸四丁酯、無(wú)水乙酸及無(wú)水乙醇的混合溶液中進(jìn)行負(fù)載,然后經(jīng)煅燒,制成具有光催化性能的TiO2、TFE光催化劑,并用SEM、EDS、FT-IR、XPS 和 XRD等測(cè)試手段證實(shí)了浸漬燒結(jié)后PTFE-VA/硼酸納米纖維膜上生成了TiO2顆粒。最后,利用TiO2/PTFE光催化劑進(jìn)行光催化氧化降解亞甲基藍(lán)實(shí)驗(yàn),探討了光催化降解效率的影響因素,結(jié)果表明：光照條件下降解率遠(yuǎn)大于暗態(tài)；輻照距離為30 cm時(shí),光強(qiáng)最適宜,降解效率最高；相對(duì)于甲基橙和酸性紅,光催化劑對(duì)亞甲基藍(lán)降解效率更高；降解效率與染料濃度成反比；纖維直徑在600-700 nm,分布范圍較窄時(shí),降解效率較高；在波長(zhǎng)為365nm,功率為300 W的紫光燈照射下,浸漬7 h,燒結(jié)溫度為450℃,保溫時(shí)間為15min時(shí),降解效率最佳。另外,還研究了循環(huán)利用次數(shù)對(duì)降解效率的影響,實(shí)驗(yàn)證明：循環(huán)5次后,亞甲基藍(lán)的降解率仍可達(dá)46%左右,具有一定重復(fù)利用性。這為純TiO2光催化劑易凝聚回收困難,易造成二次污染,提供了新的解決途徑。
【關(guān)鍵詞】：聚四氟乙烯 TiO_2/PTFE光催化劑 靜電紡絲 光催化
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O643.36;X791
【目錄】：

• 學(xué)位論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-31
• 1.1 引言9-12
• 1.1.1 課題研究背景9-10
• 1.1.2 染料廢水特性及處理方法10-12
• 1.2 光催化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r12-16
• 1.2.1 光催化氧化降解原理12-14
• 1.2.2 光催化氧化降解法優(yōu)缺點(diǎn)14-15
• 1.2.3 光催化劑制備方法15-16
• 1.3 二氧化鈦研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3.1 二氧化鈦特性16-19
• 1.3.2 二氧化鈦的制備及催化性能19
• 1.3.3 影響二氧化鈦光催化因素及解決方法19-20
• 1.4 聚四氟乙烯的特性及制備方法20-26
• 1.4.1 聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)特點(diǎn)20-22
• 1.4.2 聚四氟乙烯纖維性能22-23
• 1.4.3 聚四氟乙烯纖維制備方法23-26
• 1.5 靜電紡絲法制備聚四氟乙烯納米纖維26-28
• 1.5.1 靜電紡絲發(fā)展史26-27
• 1.5.2 靜電紡絲原理27
• 1.5.3 靜電紡絲影響因素27-28
• 1.6 本課題的研究?jī)?nèi)容及意義28-31
• 第二章 聚四氟乙烯納米纖維膜的制備及表征31-41
• 2.1 引言31
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分31-34
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備31-32
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程32-33
• 2.2.3 納米纖維形貌的表征33-34
• 2.3 結(jié)果與討論34-40
• 2.3.1 溶質(zhì)質(zhì)量比對(duì)纖維形態(tài)的影響34-35
• 2.3.2 硼酸加入量對(duì)纖維形態(tài)的影響35-36
• 2.3.3 攪拌時(shí)間對(duì)纖維形態(tài)的影響36-37
• 2.3.4 電壓對(duì)纖維形態(tài)的影響37-39
• 2.3.5 接收速率對(duì)纖維形態(tài)的影響39
• 2.3.6 接收距離對(duì)纖維形態(tài)的影響39-40
• 2.4 本章小結(jié)40-41
• 第三章 PTFE納米纖維負(fù)載TiO_2光催化劑的制備與結(jié)構(gòu)表征41-49
• 3.1 引言41
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分41-43
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備41-42
• 3.2.2 PTFE納米纖維膜負(fù)載TiO_2光催化劑的制備42
• 3.2.3 測(cè)試與表征42-43
• 3.3 結(jié)果與討論43-48
• 3.3.1 TiO_2/PTFE光催化劑形貌與X-射線(xiàn)能譜(EDS)分析43-44
• 3.3.2 傅立葉紅外光譜(FT-IR)分析44-45
• 3.3.3 X-射線(xiàn)光電子能譜(XPS)分析45-46
• 3.3.4 結(jié)晶性能分析46-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第四章 PTFE納米纖維負(fù)載TiO_2光催化劑催化性能研究49-59
• 4.1 引言49
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分49-50
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備49-50
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程50
• 4.3 結(jié)果與分析50-58
• 4.3.1 不同反應(yīng)體系下光催化劑降解效率對(duì)比50-51
• 4.3.2 光強(qiáng)度對(duì)光催化降解效率的影響51-52
• 4.3.3 光催化劑對(duì)不同類(lèi)型染料降解效率的對(duì)比52-53
• 4.3.4 光催化劑對(duì)不同濃度染料降解效率的對(duì)比53-54
• 4.3.5 光催化劑制備條件對(duì)降解效率的影響54-57
• 4.3.6 循環(huán)利用對(duì)光催化降解效率的影響57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 全文總結(jié)59-61
• 參考文獻(xiàn)61-67
• 攻讀碩士期間主要科研成果67-69
• 致謝69

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