本文關(guān)鍵詞：新型二氧化鈦可見光催化劑制備、表征及應(yīng)用　出處：《天津工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著水污染環(huán)境問題的日漸嚴(yán)重,保護(hù)水環(huán)境成為了全球倡導(dǎo)的事情。光催化降解污染物也成了國際上所研究的熱門技術(shù)之一。該技術(shù)因其環(huán)保高效,無二次污染等特點(diǎn)被廣大研究人員和社會(huì)環(huán)保領(lǐng)域的工作者所關(guān)注。在已有的光催化材料中,TiO_2因具有光催化活性高、化學(xué)穩(wěn)定性好、價(jià)格低廉等特點(diǎn)而受到廣泛研究人員和社會(huì)環(huán)保領(lǐng)域的工作者的青睞。但TiO_2具有較大的禁帶寬度(Eg約為3.2 eV),只能對(duì)占太陽光總能量的4%～6%的紫外光(~365 nm)產(chǎn)生響應(yīng),對(duì)可見光利用率極低,此外,粉末光催化劑還存在回收困難等問題�；谝陨弦蛩�,本課題以TiO_2為基體,對(duì)其進(jìn)行Ag摻雜改性,減小其禁帶寬度,使其能夠在可見光下進(jìn)行光催化降解,擴(kuò)大其實(shí)際應(yīng)用范圍。研究的主要內(nèi)容如下:(1)以硝酸銀為銀源,聚吡咯為中間模板,納米TiO_2為基體,采用化學(xué)氧化聚合法制備了聚吡咯-納米銀摻雜二氧化鈦(PPy-Ag/TiO_2),然后經(jīng)馬弗爐高溫焙燒,去除PPy模板,得到粒徑約為40nm的Ag/TiO_2粒子。通過傅里葉紅外光譜(FTIR)、X射線粉末衍射(XRD)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)、透射電子顯微鏡(TEM),紫外可見漫反射(UV-Visible DRS),熱重分析(TG)等研究催化劑的物相結(jié)構(gòu)、微觀形貌及光學(xué)性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Ag/TiO_2的禁帶寬度為2.95 eV,PPy-Ag/TiO_2的禁帶寬度為3.06eV,與TiO_2相比均有所減小。光催化性能測試結(jié)果表明,經(jīng)500℃高溫焙燒后,所得Ag/TiO_2在可見光輻照3 h后,Ag/TiO_2對(duì)亞甲基藍(lán)的移除率可達(dá)99%,對(duì)羅丹明B的移除率在75%左右。而且,所制備的Ag/TiO_2在可見光下可降解穩(wěn)定的油水乳液,5 h后,油滴粒徑明顯變小,乳液顏色由乳白色逐漸變?yōu)闊o色,移除率達(dá)80%以上,可實(shí)現(xiàn)對(duì)水包油乳液的無害化處理。(2)采用浸漬涂覆制備纖維光催化劑及用小樣織布機(jī)織成織物,解決粉末催化劑難以回收的問題。將二甲基亞砜與無水乙醇按照體積比為80:20(v:v)混合,然后將Ag/TiO_2粒子分散到混合溶劑中,得到一定固含量的Ag/TiO_2分散液,采用浸漬涂覆法,將聚丙烯腈纖維以0.5 m/s的速度通過制得的Ag/TiO_2分散液后,進(jìn)入水中固化成形,洗滌干燥。得到纖維光催化劑,最后將纖維光催化劑用小樣織機(jī)織成織物。通過FESEM、FTIR和TG測試分析,表明Ag/TiO_2粒子已經(jīng)成功涂覆在PAN纖維的表面,其負(fù)載量約為14.2%,織物的自清潔效果良好。光催化性能測試結(jié)果表明,纖維光催化劑在可見光輻照3 h后,對(duì)亞甲基藍(lán)的移除率約為50%,經(jīng)連續(xù)循環(huán)使用5次后,移除率仍達(dá)48%以上,說明粒子在纖維表面附著牢固,持久耐用。(3)經(jīng)過前期實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)粒子直接負(fù)載到基體上,對(duì)基體結(jié)構(gòu)造成了傷害,基于此原因,以硅酸四乙酯為硅源,采用溶膠-凝膠法制備SiO_2@void@Ag/TiO_2復(fù)合多孔中空納米微球光催化劑,以保護(hù)基體,同時(shí)采用XRD、FTIR、UV-Vis DRS、TG和光催化降解羅丹明B對(duì)其結(jié)構(gòu)和光催化性能進(jìn)行研究。
【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】：2017
【分類號(hào)】：O643.36;O644.1

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本文編號(hào)：1308698