水體富營養(yǎng)化，導(dǎo)致滇池藍藻生長泛濫，惡化了滇池水域，嚴(yán)重影響了滇池的旅游景觀。迄今為止，為治理滇池藍藻，國家已投入大量資金，使用過物理、化學(xué)、生物等方法進行治理或抑制滇池藍藻生長；從應(yīng)用的效果看，這些方法都有一定的作用，但尚不能徹底解決滇池的藍藻問題。 近年來，大量文獻對以納米二氧化鈦作為光催化劑礦化有機污染物為CO₂和H₂O、殺滅細菌和病毒等進行了報道。納米二氧化鈦作為光催化劑，除了有較高的光催化活性、微粒簡便易得、成本低廉、原料豐富外，其化學(xué)穩(wěn)定性好、無毒、使用后不會產(chǎn)生有害的化學(xué)物質(zhì)。目前，納米二氧化鈦應(yīng)用于治理或抑制滇池藍藻(又名藍細菌)生長的實驗尚未見報道。 本文嘗試用改性納米二氧化鈦進行抑殺滇池藍藻的生長。首先采用溶膠-凝膠法，通過水解鈦酸正丁酯制備納米二氧化鈦；用合成的納米二氧化鈦分別在高壓汞燈、紫外燈和太陽光照射下，對取自滇池的藍藻進行了各種條件下的抑殺試驗研究，為合成改性納米二氧化鈦及其應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。此外，在水解鈦酸正丁酯過程中，根據(jù)實驗的要求，分別加入不同比例的摻雜組分的前驅(qū)體：Fe(NO₃)

【文章頁數(shù)】：158 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 半導(dǎo)體光催化的機理
        1.1.1 二氧化鈦半導(dǎo)體粒子的能帶結(jié)構(gòu)分析
        1.1.2 半導(dǎo)體光催化的機理
    1.2 二氧化鈦納米粒子的制備
    1.3 半導(dǎo)體光催化的應(yīng)用
        1.3.1 氣相污染物的光催化降解
        1.3.2 液相污染物的光催化降解
        1.3.3 光催化殺滅水體中的微生物
    1.4 藍藻的起源與特征
    1.5 藍藻污染的治理及存在的問題
        1.5.1 藍藻污染的治理方法
            1.5.1.1 物理法
            1.5.1.2 化學(xué)法
            1.5.1.3 生物方法
        1.5.2 治理藍藻污染存在的問題
    1.6 滇池藍藻的污染現(xiàn)狀及對策
    1.7 論文研究的目的、意義及主要內(nèi)容
        1.7.1 論文研究的目的及意義
        1.7.2 論文研究的內(nèi)容
第二章 材料與方法
    2.1 試驗主要材料
        2.1.1 主要儀器
        2.1.2 主要試劑
        2.1.3 實驗所用的藍藻來源及培養(yǎng)
    2.2 納米TiO₂抑制藍藻生長的實驗方法
        2.2.1 納米TiO₂的制備
            2.2.1.1 制備原理
            2.2.1.2 制備過程及條件控制
        2.2.2 納米二氧化鈦抑制藍藻生長的實驗設(shè)計
    2.3 摻雜納米二氧化鈦復(fù)合半導(dǎo)體抑制藍藻生長的實驗方法
        2.3.1 改性納米二氧化鈦復(fù)合半導(dǎo)體的制備
        2.3.2 摻雜納米二氧化鈦復(fù)合半導(dǎo)體抑制藍藻生長的實驗方法
    2.4 稀土摻雜納米二氧化鈦抑制藍藻生長的實驗方法
        2.4.1 稀土摻雜納米二氧化鈦的制備
        2.4.2 稀土改性納米二氧化鈦抑制藍藻生長的實驗方法
    2.5 活性炭改性納米二氧化鈦抑制藍藻生長的實驗方法
        2.5.1 活性炭改性納米二氧化鈦材料的制備
        2.5.2 活性炭改性納米二氧化鈦抑制藍藻生長的實驗方法
    2.6 貴金屬摻雜納米二氧化鈦抑制藍藻生長的實驗方法
        2.6.1 貴金屬摻雜納米二氧化鈦的制備
            2.6.1.1 Pd、Pt摻雜納米二氧化鈦的制備
            2.6.1.2 Ag、Ru摻雜納米二氧化鈦的制備
        2.6.2 貴金屬摻雜納米二氧化鈦抑制藍藻生長的實驗方法
    2.7 不同類型的光催化劑抑制藍藻的對比實驗
        2.7.1 不同類型的光催化劑抑制藍藻的對比實驗
        2.7.2 催化劑用量不同抑制藍藻生長的實驗設(shè)計
    2.8 模擬滇池進行光催化抑制藍藻生長的小試實驗
    2.9 改性納米TiO₂樣品的表征及光催化劑中貴金屬含量的檢測
        2.9.1 貴金屬摻雜納米二氧化鈦中貴金屬含量的檢測
            2.9.1.1 4-(2-羥基萘酚-1-亞甲烯)-若丹寧(HNMTD)的合成
            2.9.1.2 實驗條件的選擇
            2.9.1.3 實驗方法
            2.9.1.4 工作曲線及檢測限
            2.9.1.5 樣品分析
    2.10 藍藻生理指標(biāo)的測定方法
        2.10.1 葉綠素含量的測定方法
        2.10.2 氧電極法測定藍藻的光合速率和呼吸速率
            2.10.2.1 實驗原理
            2.10.2.2 測定方法
            2.10.2.3 呼吸速率測定
            2.10.2.4 光合速率測定
            2.10.2.5 結(jié)果處理
        2.10.3 超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定(NBT法)
            2.10.3.1 測定原理
            2.10.3.2 測定方法
            2.10.3.3 測定結(jié)果處理
        2.10.4 考馬斯亮藍G-250染色法測定藍藻中蛋白質(zhì)的含量
            2.10.4.1 測定原理
            2.10.4.2 測定方法
            2.10.4.3 樣品的測定
            2.10.4.4 測定結(jié)果處理
        2.10.5 貴金屬摻雜納米二氧化鈦抑制藍藻的超氧自由基的測定
            2.10.5.1 測定原理
            2.10.5.2 NaNO₂濃度的控制測定
            2.10.5.3 實驗方法
            2.10.5.4 測定結(jié)果處理
        2.10.6 貴金屬摻雜納米二氧化鈦對藍藻過氧化氫含量影響的測定
            2.10.6.1 測定原理
            2.10.6.2 溶液的配制
            2.10.6.3 H₂O₂標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作
            2.10.6.4 實驗方法
        2.10.7 微囊藻毒的測定
    2.11 小結(jié)
第三章 結(jié)果與分析
    3.1 納米TiO₂抑制藍藻的結(jié)果與分析
        3.1.1 納米TiO₂的XRD分析
        3.1.2 納米TiO₂的TEM分析
        3.1.3 納米TiO₂的XPS分析
        3.1.4 納米TiO₂的DSC-TG分析
        3.1.5 納米TiO₂的UV-Vis漫反射(DSR)光譜分析
        3.1.6 納米TiO₂的FT-IR光譜分析
        3.1.7 納米TiO₂對藍藻試驗樣品的外觀變化的影響分析
        3.1.8 納米TiO₂對藍藻的葉綠素含量的影響分析
        3.1.9 納米TiO₂對三組實驗樣品的光合速率、呼吸速率的影響
        3.1.10 小結(jié)
    3.2 納米TiO₂摻雜復(fù)合半導(dǎo)體抑制藍藻的結(jié)果與分析
        3.2.1 Fe₂O₃摻雜納米TiO₂抑制藍藻的結(jié)果與分析
            3.2.1.1 Fe₂O₃摻雜納米TiO₂的DSC-TGA分析
            3.2.1.2 Fe₂O₃摻雜納米TiO₂的XRD分析
            3.2.1.3 Fe₂O₃摻雜納米TiO₂的TEM分析
            3.2.1.4 Fe₂O₃摻雜納米TiO₂的XPS分析
            3.2.1.5 Fe₂O₃摻雜納米TiO₂對藍藻的外觀變化影響
            3.2.1.6 Fe₂O₃摻雜納米TiO₂對藍藻的葉綠素含量的影響
            3.2.1.7 Fe₂O₃摻雜納米TiO₂對藍藻的光合速率和呼吸速率的影響
            3.2.1.8 Fe₂O₃摻雜納米TiO₂對藍藻的SOD含量的影響
        3.2.2 ZnO摻雜納米TiO₂抑制藍藻的結(jié)果與分析
            3.2.2.1 ZnO摻雜納米TiO₂的XRD分析
            3.2.2.2 ZnO摻雜納米TiO₂的TEM分析
            3.2.2.3 ZnO摻雜納米TiO₂對藍藻的外觀變化影響分析
            3.2.2.4 ZnO摻雜納米TiO₂對藍藻的葉綠素含量的影響
            3.2.2.5 ZnO摻雜納米TiO₂對藍藻的光合速率和呼吸速率的影響
            3.2.2.6 ZnO摻雜納米TiO₂對藍藻的SOD含量的影響
        3.2.3 WO₃摻雜納米TiO₂抑制藍藻的結(jié)果與分析
            3.2.3.1 WO₃摻雜納米TiO₂的DGC-TGA分析
            3.2.3.2 WO₃摻雜納米TiO₂的XRD分析
            3.2.3.3 WO₃摻雜納米TiO₂的TEM分析
            3.2.3.4 WO₃摻雜納米TiO₂對藍藻的外觀變化影響分析
            3.2.3.5 WO₃摻雜納米TiO₂對藍藻的葉綠素含量的影響分析
            3.2.3.6 WO₃摻雜納米TiO₂對藍藻的光合速率和呼吸速率的影響
            3.2.3.7 WO₃摻雜納米TiO₂對藍藻的SOD含量的影響
        3.2.4 小結(jié)
    3.3 稀土摻雜納米TiO₂抑制藍藻的結(jié)果與分析
        3.3.1 稀土摻雜納米TiO₂材料的DSC—TGA分析
        3.3.2 稀土摻雜納米TiO₂材料的XRD分析
        3.3.3 稀土摻雜納米TiO₂材料的TEM分析
        3.3.4 稀土摻雜納米TiO₂對藍藻的外觀變化影響
        3.3.5 稀土摻雜納米TiO₂對藍藻的葉綠素含量的影響
        3.3.6 稀土摻雜納米TiO₂對藍藻的光合速率和呼吸速率的影響
        3.3.7 小結(jié)
    3.4 活性炭改性納米TiO₂抑制藍藻的結(jié)果與分析
        3.4.1 納米TiO₂材料的XRD分析
        3.4.2 活性炭改性納米TiO₂材料的TEM分析
        3.4.3 活性炭改陛納米二氧化鈦對藍藻的外觀變化影響
        3.4.4 活性碳、活性碳改性納米TiO₂對藍藻的葉綠素含量的影響
        3.4.5 活性炭改性納米TiO₂對藍藻的光合速率和呼吸速率的影響
        3.4.6 小結(jié)
    3.5 貴金屬摻雜納米TiO₂抑制藍藻的結(jié)果與分析
        3.5.1 貴金屬摻雜納米TiO₂中貴金屬含量的檢測結(jié)果與分析
        3.5.2 Ru摻雜納米TiO₂抑制藍藻的結(jié)果與分析
            3.5.2.1 Ru摻雜納米TiO₂的XRD分析
            3.5.2.2 Ru摻雜納米TiO₂的TEM分析
            3.5.2.3 Ru摻雜納米TiO₂對藍藻的外觀變化的影響分析
            3.5.2.4 Ru摻雜納米TiO₂對藍藻的葉綠素含量的影響
            3.5.2.5 Ru摻雜納米TiO₂對藍藻的光合速率、呼吸速率的影響
            3.5.2.6 Ru摻雜納米TiO₂對藍藻樣品中產(chǎn)生超氧自由基量的影響
            3.5.2.7 Ru摻雜納米TiO₂對藍藻樣品中過氧化氫量的影響
        3.5.3 Pd摻雜納米TiO₂抑制藍藻的結(jié)果與分析
            3.5.3.1 Pd摻雜納米TiO₂的XRD分析
            3.5.3.2 Pd摻雜納米TiO₂的TEM分析
            3.5.3.3 Pd摻雜納米TiO₂對藍藻樣品的外觀變化影響
            3.5.3.4 Pd摻雜納米TiO₂對藍藻的葉綠素含量的影響分析
            3.5.3.5 Pd摻雜納米TiO₂對藍藻的光合速率和呼吸速率的影響
            3.5.3.6 Pd摻雜納米TiO₂對不同藍藻樣品中產(chǎn)生超氧自由基量的影響
            3.5.3.7 Pd摻雜納米TiO₂對不同藍藻樣品中產(chǎn)生過氧化氫量的影響分析
            3.5.3.8 Pd摻雜納米TiO₂對藍藻樣品超氧化物岐化酶活性變化的影響
        3.5.4 Pt摻雜納米TiO₂抑制藍藻的結(jié)果與分析
            3.5.4.1 Pt摻雜納米TiO₂的XRD分析
            3.5.4.2 Pt摻雜納米TiO₂的TEM分析
            3.5.4.3 Pt摻雜納米TiO₂對藍藻樣品的外觀變化影響分析
            3.5.4.4 摻雜納米TiO₂對藍藻的葉綠素含量的影響
            3.5.4.5 Pt摻雜納米TiO₂對藍藻的光合速率和呼吸速率的影響
            3.5.4.6 Pt摻雜納米TiO₂對不同藍藻樣品中產(chǎn)生超自由基量的影響
            3.5.4.7 Pt摻雜納米TiO₂對不同藍藻樣品中產(chǎn)生過氧化氫量的影響
            3.5.4.8 Pt摻雜納米TiO₂對不同藍藻樣品超氧化物岐化酶變化的影響
        3.5.5 Ag摻雜納米TiO₂抑制藍藻的結(jié)果與分析
            3.5.5.1 Ag摻雜納米TiO₂的XRD分析
            3.5.5.2 Ag摻雜納米TiO₂的TEM分析
            3.5.5.3 Ag摻雜納米TiO₂的XPS分析
            3.5.5.4 Ag摻雜納米TiO₂對藍藻樣品的外觀變化的影響分析
            3.5.5.5 Ag摻雜納米TiO₂對藍藻的葉綠素含量的影響
            3.5.5.6 Ag摻雜納米TiO₂對藍藻的光合速率和呼吸速率的影響
            3.5.5.7 Ag摻雜納米TiO₂對藍藻產(chǎn)生超氧自由基量的影響
            3.5.5.8 Ag摻雜納米TiO₂對不同藍藻樣品中產(chǎn)生過氧化氫量的影響
            3.5.5.9 Ag摻雜納米TiO₂對不同藍藻樣品超氧化物岐化酶變化的影響
        3.5.6 小結(jié)
    3.6 不同類型的光催化劑抑制藍藻的對比實驗結(jié)果分析
        3.6.1 不同類型的光催化劑對藍藻的顏色變化的影響
        3.6.2 不同類型的光催化劑對藍藻的葉綠素變化的影響分析
        3.6.3 不同類型的光催化劑對藍藻的光合速率與呼吸速率變化的影響
        3.6.4 不同類型的光催化劑對藍藻的超氧化物岐化酶變化的影響
        3.6.5 不同類型的光催化劑對藍藻中超氧自由基變化的影響分析
        3.6.6 不同類型的光催化劑對藍藻的過氧化氫含量變化的影響分析
        3.6.7 小結(jié)
    3.7 光催化劑用量不同抑制藍藻生長的實驗結(jié)果分析
    3.8 模擬滇池進行光催化抑制藍藻生長的小試實驗的結(jié)果分析
    3.9 機理與討論
        3.9.1 改性納米二氧化鈦光催化劑提高光催化活性的機理
        3.9.2 改性納米二氧化鈦光催化劑抑制藍藻的機理分析
第四章 結(jié)論與展望
    4.1 結(jié)論
    4.2 展望
致謝
參考文獻
附錄A 論文中部分詞的英文縮寫及注釋
附錄B 攻讀博士期間發(fā)表的論文
附錄C 攻讀博士期間參加過的課題及獎勵



本文編號：3790015