隨著我國鉻工業(yè)的迅速發(fā)展,大量含鉻廢水被排放到水體中,六價鉻毒性大,被我國污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)列為第一類污染物。光催化法是目前去除六價鉻最有前景的方法之一,開發(fā)廉價高效的光催化劑成為國內(nèi)外的研究熱點。本文選擇安全環(huán)保的二氧化鈦為基底,廉價易得的茜素為表面改性劑,以一步水熱法合成了茜素-二氧化鈦催化劑(AL-Ti O2),以期提高二氧化鈦的光催化除鉻效率。通過SEM、XRD、UV-vis等表征手段對材料進行了系統(tǒng)性的結(jié)構(gòu)組成和光學(xué)性質(zhì)分析,并探究了可見光下AL-Ti O2復(fù)合材料對六價鉻離子的光催化還原效果,分析了光催化反應(yīng)的影響因素,提出了可能的作用機理。研究結(jié)果表明,茜素與Ti O2之間通過Ti-O-C鍵相互連接,復(fù)合材料表面存在氧空位。在可見光下照射一小時后,復(fù)合材料對六價鉻的還原效率從未改性前的0.3%提高到了99.4%,光催化反應(yīng)速率常數(shù)提高到了純Ti O2的46倍。茜素引入量、溶液p H值、體系料液比等均是影響光催化反應(yīng)的因素。茜素與Ti O2之間形成了LMCT激發(fā)過程,減小了Ti O2的帶隙,將材料的光響應(yīng)范圍拓展到了可見光區(qū);制備過程中生成的氧空位同樣抑制了光生電子-空穴的復(fù)...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 文獻綜述
    1.1 鉻的污染現(xiàn)狀及危害
        1.1.1 鉻的來源及存在形式
        1.1.2 鉻的生態(tài)效應(yīng)
    1.2 含鉻廢水的處理方法
        1.2.1 直接法
        1.2.2 間接法
    1.3 二氧化鈦性質(zhì)及光催化原理
        1.3.1 二氧化鈦性質(zhì)
        1.3.2 二氧化鈦光催化原理
        1.3.3 二氧化鈦研究進展
    1.4 配體金屬電荷轉(zhuǎn)移
        1.4.1 配體金屬電荷轉(zhuǎn)移過程概述
        1.4.2 LMCT敏化劑類型
        1.4.3 LMCT在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.5 本文研究內(nèi)容及意義
第2章 AL-TiO₂的制備與結(jié)構(gòu)性質(zhì)表征
    2.1 引言
    2.2 實驗試劑與儀器
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗儀器
    2.3 材料制備方法
    2.4 材料表征手段
    2.5 材料表征結(jié)果
        2.5.1 掃描電子顯微鏡分析結(jié)果
        2.5.2 X射線衍射分析結(jié)果
        2.5.3 傅里葉變化紅外光譜分析結(jié)果
        2.5.4 拉曼分析
        2.5.5 X射線電子能譜分析結(jié)果
        2.5.6 熱重分析
        2.5.7 比表面積分析
        2.5.8 Zeta電位分析
        2.5.9 電子順磁共振波譜分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 AL-TiO₂的光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗試劑與儀器
        3.2.1 實驗儀器
        3.2.2 實驗試劑
    3.3 材料光催化還原Cr(Ⅵ)實驗方法
        3.3.1 Cr(Ⅵ)濃度的檢測方法
        3.3.2 鉻的標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
        3.3.3 材料光催化動力學(xué)實驗
        3.3.4 pH對鉻的去除率的影響實驗
        3.3.5 料液比實驗
    3.4 實驗結(jié)果
        3.4.1 茜素復(fù)合量對光催化性能的影響
        3.4.2 pH對鉻去除率的影響
        3.4.3 料液比對鉻去除率的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 AL-TiO₂光催化機理探究
    4.1 引言
    4.2 實驗試劑與儀器
        4.2.1 實驗儀器
        4.2.2 實驗試劑
    4.3 材料性能表征方法
    4.4 材料光學(xué)性能表征結(jié)果分析
        4.4.1 熒光光譜分析
        4.4.2 紫外-可見漫反射光譜分析
        4.4.3 電化學(xué)交流阻抗譜分析
        4.4.4 價帶-X射線光電子能譜分析
        4.4.5 反應(yīng)產(chǎn)物吸附鉻的價態(tài)分析
        4.4.6 AL-TiO₂復(fù)合材料光催化還原六價鉻機理
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新性
    5.3 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3874406