本文關鍵詞：L沸石負載二氧化鈦及其光催化降解羅丹明B的研究

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【摘要】：隨著紡織及印染工業(yè)的迅速發(fā)展,水污染日益嚴重。染料廢水中因含有苯環(huán)等穩(wěn)定結構的有機物,很難生物降解。TiO_2光催化技術能夠將這些難降解的有機物礦化為CO_2、H_2O等無害的小分子物質。為了進一步提高TiO_2的光催化活性,本文開展了L沸石負載TiO_2及其光催化降解羅丹明B的實驗研究。利用安徽岳西鉀長石粉體和白炭黑為原料,采用水熱法合成了L沸石。以合成的L沸石為載體,鈦酸四丁酯為鈦源,采用溶膠-凝膠法制備負載型的TiO_2/L沸石光催化劑,并采用SEM、EDS、FTIR和XRD等分析技術對制備樣品進行了分析表征。以氙燈為實驗光源,羅丹明B為降解對象,研究了TiO_2/L沸石光催化劑的光催化性能�？疾炝素撦d方式、焙燒溫度、TiO_2負載量等不同制備條件對羅丹明B降解率的影響,得到優(yōu)化的制備工藝條件:采用B負載方式、焙燒溫度300℃、TiO_2的負載量50%。研究了光催化劑加入量、溶液pH值、初始濃度、可見光與氙燈等降解條件的影響,確定了TiO_2/L沸石光催化劑對羅丹明B光降解的優(yōu)化條件:溶液初始pH值為6,光催化劑投放量為4 g/L,且催化劑適合降解較低濃度的羅丹明B溶液,在優(yōu)化條件下羅丹明B的降解率可達98.7%。可見光與氙燈光降解對照實驗結果表明,氙燈的降解作用要好于可見光,可見光對于羅丹明B的降解有一定貢獻。TiO_2/L沸石光催化劑的重復性實驗結果表明,TiO_2/L沸石光催化劑在4次重復使用后仍具有較高的催化活性,實現了良好的重復性利用。TiO_2/L沸石光催化劑動力學實驗結果表明,在實驗條件下,TiO_2/L沸石光催化劑對羅丹明B的降解過程符合一級動力學方程,反應速率常數k為0.0173 min-1。同時開展了TiO_2/L沸石光催化劑對其他有機物如甲基橙、亞甲基藍的降解實驗研究,結果表明,TiO_2/L沸石光催化劑對于甲基橙有較好的降解作用,降解率可達82%,而對亞甲基藍主要是吸附作用。
【關鍵詞】：L沸石 二氧化鈦 光催化 羅丹明B
【學位授予單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X791;O643.36
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 Ti O_2光催化氧化技術概述10
• 1.2 Ti O_2光催化氧化機理10-11
• 1.3 Ti O_2的制備11-14
• 1.3.1 溶膠-凝膠法12
• 1.3.2 沉淀法12-13
• 1.3.3 水熱法13-14
• 1.3.4 鈦醇鹽水解法14
• 1.4 Ti O_2的應用14-16
• 1.4.1 廢水處理14-15
• 1.4.2 空氣凈化15
• 1.4.3 殺菌消毒15
• 1.4.4 分解水制氫15-16
• 1.5 提高TiO_2光催化效率的途徑16-19
• 1.5.1 貴金屬沉積16
• 1.5.2 半導體復合16-17
• 1.5.3 金屬離子摻雜17
• 1.5.4 光敏化17-18
• 1.5.5 超強酸化18
• 1.5.6 表面螯合作用18-19
• 1.5.7 使用負載材料19
• 1.6 研究目的、意義及內容19-21
• 第2章 實驗方法21-26
• 2.1 實驗原料21
• 2.2 實驗試劑21-22
• 2.3 實驗儀器22
• 2.4 Ti O_2/L沸石催化劑的制備方法22-23
• 2.5 光降解羅丹明B實驗23
• 2.6 羅丹明B降解率的測定方法23-24
• 2.7 樣品表征方法24-26
• 2.7.1 X射線衍射（XRD）24
• 2.7.2 掃描電鏡（SEM）24-25
• 2.7.3 能譜分析（EDS）25
• 2.7.4 紅外光譜（FTIR）25-26
• 第3章 L沸石負載TiO_2的制備及表征26-38
• 3.1 負載方式26-29
• 3.2 焙燒溫度29-33
• 3.3 Ti O_2負載量33-36
• 3.4 本章小結36-38
• 第4章 光催化條件的實驗研究38-48
• 4.1 降解條件對光催化性能的影響38-42
• 4.1.1 光催化劑加入量38-39
• 4.1.2 溶液pH值39-40
• 4.1.3 羅丹明B初始濃度40-41
• 4.1.4 可見光與氙燈41-42
• 4.2 重復性利用實驗42-43
• 4.3 光催化降解羅丹明B動力學方程43-44
• 4.4 光催化劑對其他有機物的降解44-46
• 4.4.1 對甲基橙的降解44-45
• 4.4.2 對亞甲基藍的降解45-46
• 4.5 本章小結46-48
• 結論48-49
• 致謝49-50
• 參考文獻50-54
• 附錄54

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