本文關鍵詞：聚四氟乙烯超細纖維負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、操作簡單,但存在處理周期長、清除不徹底、易引起二次污染等缺點,近年來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,通過浸漬-燒結法制備PTFE納米纖維膜負載二氧化鈦(TiO2)光催化劑,并探討了其對亞甲基藍染料的光催化降解性能。首先,采用單因素變量法設計實驗條件,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的質量比為15：1,硼酸添加量為15 uL,攪拌時間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、無水乙酸及無水乙醇的混合溶液中進行負載,然后經煅燒,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等測試手段證實了浸漬燒結后PTFE-VA/硼酸納米纖維膜上生成了TiO2顆粒。最后,利用TiO2/PTFE光催化劑進行光催化氧化降解亞甲基藍實驗,探討了光催化降解效率的影響因素,結果表明：光照條件下降解率遠大于暗態(tài)；輻照距離為30 cm時,光強最適宜,降解效率最高；相對于甲基橙和酸性紅,光催化劑對亞甲基藍降解效率更高；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,降解效率較高；在波長為365nm,功率為300 W的紫光燈照射下,浸漬7 h,燒結溫度為450℃,保溫時間為15min時,降解效率最佳。另外,還研究了循環(huán)利用次數(shù)對降解效率的影響,實驗證明：循環(huán)5次后,亞甲基藍的降解率仍可達46%左右,具有一定重復利用性。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。
【關鍵詞】：聚四氟乙烯 TiO_2/PTFE光催化劑 靜電紡絲 光催化
【學位授予單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;X791
【目錄】：

• 學位論文主要創(chuàng)新點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 光催化技術的發(fā)展狀況12-16
• 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 聚四氟乙烯結構特點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 本課題的研究內容及意義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 實驗部分31-34
• 2.2.1 實驗原料及設備31-32
• 2.2.2 實驗過程32-33
• 2.2.3 納米纖維形貌的表征33-34
• 2.3 結果與討論34-40
• 2.3.1 溶質質量比對纖維形態(tài)的影響34-35
• 2.3.2 硼酸加入量對纖維形態(tài)的影響35-36
• 2.3.3 攪拌時間對纖維形態(tài)的影響36-37
• 2.3.4 電壓對纖維形態(tài)的影響37-39
• 2.3.5 接收速率對纖維形態(tài)的影響39
• 2.3.6 接收距離對纖維形態(tài)的影響39-40
• 2.4 本章小結40-41
• 第三章 PTFE納米纖維負載TiO_2光催化劑的制備與結構表征41-49
• 3.1 引言41
• 3.2 實驗部分41-43
• 3.2.1 實驗原料及設備41-42
• 3.2.2 PTFE納米纖維膜負載TiO_2光催化劑的制備42
• 3.2.3 測試與表征42-43
• 3.3 結果與討論43-48
• 3.3.1 TiO_2/PTFE光催化劑形貌與X-射線能譜(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-射線光電子能譜(XPS)分析45-46
• 3.3.4 結晶性能分析46-48
• 3.4 本章小結48-49
• 第四章 PTFE納米纖維負載TiO_2光催化劑催化性能研究49-59
• 4.1 引言49
• 4.2 實驗部分49-50
• 4.2.1 實驗原料及設備49-50
• 4.2.2 實驗過程50
• 4.3 結果與分析50-58
• 4.3.1 不同反應體系下光催化劑降解效率對比50-51
• 4.3.2 光強度對光催化降解效率的影響51-52
• 4.3.3 光催化劑對不同類型染料降解效率的對比52-53
• 4.3.4 光催化劑對不同濃度染料降解效率的對比53-54
• 4.3.5 光催化劑制備條件對降解效率的影響54-57
• 4.3.6 循環(huán)利用對光催化降解效率的影響57-58
• 4.4 本章小結58-59
• 第五章 全文總結59-61
• 參考文獻61-67
• 攻讀碩士期間主要科研成果67-69
• 致謝69

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1 ;光催化劑及其應用[J];大眾標準化;2002年10期

2 ;納米固體光催化劑[J];機電設備;2003年05期

3 ;炭與TiO_2光催化劑的復合及協(xié)同作用研究進展[J];中國光學與應用光學文摘;2004年06期

4 唐劍文;吳平霄;葉代啟;黨志;曾少雁;劉云;王菲菲;謝先法;;鈦柱撐膨潤土光催化劑的制備及其催化性能的研究[J];地質學報;2006年04期

5 王勇;張軍;楊青林;郭林;嵇天浩;鄧元;江雷;;炭與TiO_2光催化劑復合研究進展[J];材料導報;2006年S2期

6 劉子全;;磁載TiO_2光催化劑的進展[J];長春理工大學學報(高教版);2007年01期

7 李景印;韓忠宵;李朝陽;王輝;李子成;;碳納米管改性TiO_2光催化劑的制備及性能[J];化學研究;2008年01期

8 孫楊;李曉丹;楊梅;邵忠財;蘇會東;洪營;;TiO_2光催化劑的研究進展[J];渤海大學學報(自然科學版);2008年02期

9 羅磊;李志光;涂飛躍;李瓊;;TiO_2光催化劑的負載技術研究進展[J];化工科技;2008年04期

10 臧丹煒;楊亞君;;納米TiO_2光催化劑的制備及應用[J];天津化工;2009年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱永法;;高能效高活性光催化劑的研究[A];第六屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學術會議論文集[C];2009年

2 陳紅霞;;光催化劑的制備及其應用[A];第七屆全國工業(yè)催化技術及應用年會論文集[C];2010年

3 周秀文;;納米級TiO_2光催化劑的性能及應用前景[A];四川省環(huán)境科學學會2003年學術年會論文集[C];2003年

4 傳秀云;;納米組裝天然多孔礦物作為TiO_2光催化劑載體應用研究[A];2004年全國太陽能光化學與光催化學術會議論文集[C];2004年

5 傳秀云;;天然多孔礦物作為TiO_2光催化劑載體應用研究[A];中國礦物巖石地球化學學會第十屆學術年會論文集[C];2005年

6 楊海峰;張?zhí)O;曹陽;;TiO_2光催化劑改性的研究進展[A];2009中國功能材料科技與產業(yè)高層論壇論文集[C];2009年

7 何雨洋;王家強;;以生物粉末為模板制備高效TiO_2光催化劑[A];第十五屆全國分子篩學術大會論文集[C];2009年

8 吳保朝;丁正新;付賢智;員汝勝;;TiO_2/M_xO_y/SiO_2纖維態(tài)光催化劑的制備及催化性能研究[A];第七屆全國催化劑制備科學與技術研討會論文集[C];2009年

9 劉秀華;;貴金屬元素摻雜TiO_2光催化劑[A];中國工程物理研究院科技年報(2009年版)[C];2010年

10 秦祖贈;劉自力;楊克迪;文衍宣;;含銦、鉍可見光催化劑的研究進展[A];第七屆全國工業(yè)催化技術及應用年會論文集[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報記者 董小雷;環(huán)保技術新寵——光催化劑[N];中國化工報;2002年

2 蔡忠仁;高效光催化劑抑菌防霉[N];中國化工報;2011年

3 ;納米固體光催化劑獲發(fā)明專利[N];今日信息報;2003年

4 蔡忠仁;納米固體光催化劑獲發(fā)明專利[N];中國化工報;2003年

5 羅�；�;住友化工開發(fā)出可見光型氧化鈦光催化劑[N];中國有色金屬報;2003年

6 記者 吳苡婷;書寫“水變氫”的傳奇[N];上海科技報;2011年

7 武文;二氧化鈦自潔玻璃大市場正在形成[N];中華建筑報;2002年

8 ;日本開發(fā)出一種高效分解水的新型催化劑[N];中國高新技術產業(yè)導報;2002年

9 胡連榮;日本高速路的立體環(huán)保舉措[N];中國環(huán)境報;2003年

10 虹影;日本開發(fā)降溫新建材[N];中國房地產報;2004年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 滕鳳;TiO_2光催化劑的改性研究及其器件化應用[D];蘭州大學;2015年

2 董淑英;鋅、鉍系/石墨烯可見光催化劑的制備及其性能研究[D];河南師范大學;2014年

3 董紅軍;IVA和VB族銀基復合氧化物的光催化活性及穩(wěn)定性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

4 劉洪燕;金屬納米粒子表面等離子體光催化劑的制備、表征和光催化產氫性能研究[D];華南理工大學;2015年

5 曾磊;強降解VOC納米TiO_2光催化劑的制備及機理研究[D];華中科技大學;2015年

6 朱艷艷;結構調控對半導體光催化活性的影響研究[D];清華大學;2015年

7 朱英明;納米二氧化鈦基光催化劑的改性和光催化性能研究[D];天津大學;2015年

8 孫圣楠;金屬與非金屬改性TiO_2/ASC光催化劑的制備與NO氧化表面光電子行為研究[D];中國海洋大學;2015年

9 吳偉明;硝基苯類有機物的光催化加氫及其機理研究[D];福州大學;2014年

10 張燕輝;石墨烯基復合光催化劑的制備及其催化性能的探索研究[D];福州大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃艷;硫化物摻雜TiO_2光催化劑的合成及性質研究[D];西北大學;2011年

2 李亞男;幾種水生植物葉和幾種植物粉模板TiO_2光催化劑的合成及其性能研究[D];云南大學;2012年

3 饒硯迪;三元光催化劑TiO_2-Ca(OH)_2-Graphite的設計、制備及在太陽光下降解染料廢水的研究[D];燕山大學;2015年

4 劉曉霞;尖晶石型復合氧化物的制備及其光催化性能的研究[D];華南理工大學;2015年

5 趙成;聚苯胺負載氧化亞銅磁性可見光催化劑的制備及催化性能研究[D];天津理工大學;2015年

6 馬帥華;復合型硫化物光催化劑催化還原CO_2的性能研究[D];天津理工大學;2015年

7 王歡;Ag@AgX插層復合物光催化劑的制備及活性研究[D];河北聯(lián)合大學;2014年

8 馬春紅;上轉換發(fā)光劑/TiO_2復合膜的制備及其光催化降解污染物同時制氫的研究[D];遼寧大學;2015年

9 王平;新型光催化劑及光降解塑料薄膜的制備[D];鄭州大學;2015年

10 黃民忠;可面對船舶污水的稀土上轉換納米復合材料的研究[D];集美大學;2015年

，

本文編號：630096