收藏本站
《河北师范大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

纳米TiO_2/蒙脱土光催化剂的制备及其催化降解偶氮化合物性能研究

李翠珠  
【摘要】: 纳米TiO_2是一种宽禁带n型半导体,在紫外光照射下,具有良好的光催化降解有机化合物的性能,但由于其在溶液中易团聚导致活性降低,难分离、不易回收重复利用等缺点,在实际应用中受到限制。本论文采用国产天然蒙脱土(MTT)为载体,利用其具有的层状结构和离子交换功能,将TiO_2前驱物插入蒙脱土层间,一定条件下原位转化为TiO_2,制备了蒙脱土为载体的纳米TiO_2柱支撑蒙脱土(Ti-MTT)光催化剂,解决了纳米TiO_2存在的难分离和易团聚的问题。 分别以钠基和钙基蒙脱土为载体,以TiCl4和Ti(OC_4H_9)_4为钛源制备了Ti-MTT光催化剂系列样品。采用XRD、TGA、BET、SEM和EDS等手段对样品进行了表征,以具有偶氮结构的甲基橙溶液为模拟染料污水,以样品对甲基橙的光催化降解率为指标,考察了制备条件和催化条件对样品的晶型和晶化程度、孔容和比表面积、含量和粒径、热稳定性以及光催化活性的影响,筛选出了具有较高光催化活性和热稳定性的Ti-MTT光催化剂样品,在紫外光照射下,对甲基橙的光催化降解率最高可达95.7%,与TiO_2相比提高了3倍,很好地解决了TiO_2因在溶液中团聚导致的光催化活性下降的问题。样品重复使用6次后,对甲基橙的降解率仍可达80%,表现出较好的重复使用性。 样品对碱性绿、直接耐酸大红4BS、碱性嫩黄O等三种不同结构的染料均有较好的光催化降解作用。其中对直接耐酸大红4BS和碱性绿的降解率最高约达90%,表明样品对染料的光催化降解作用具有一定的有广谱性。 研究中发现,影响催化剂活性的原因,除了应具有较大的孔容和比表面积及较高的TiO_2含量以外,最重要的是样品中锐钛型TiO_2的晶化程度,其晶化程度越高,催化活性越好。 值得注意的是,样品在黄色和蓝色两种可见光的照射下,对甲基橙降解率最高可达50%以上,而且波长较长的黄色光照射时的催化效果好于波长较短的蓝色光,其原因有待于进一步的研究。 研究中还发现,室温下,用紫外光直接照射盛于敞口烧杯中的甲基橙溶液6h,甲基橙的紫外-可见特征吸收峰基本消失,未发现在200nm~700nm范围内出现新的吸收峰。相同条件下,盛于密闭玻璃容器中甲基橙溶液的紫外-可见特征吸收峰强度却基本不变。用紫外光直接照射三种染料溶液,降解效果为碱性绿碱性嫩黄O直接耐酸大红4BS,尤其是对碱性绿的降解效果与甲基橙相近,而对直接耐酸大红4BS基本没有降解作用。验证实验发现,相同条件下,向甲基橙和三种染料溶液中通入臭氧,20min后,各染料的降解已基本完全。但是275nm处的吸收峰强度却明显加强,而且在230nm左右有新的吸收峰产生,可能是臭氧只氧化了甲基橙分子中的-N=N-键,而不能进一步对碎片中的芳香环进行深度降解。而紫外光对甲基橙的降解产生的碎片在200nm~700nm范围内没有吸收,说明不仅仅是臭氧作用的结果,同时还有紫外光的协同作用,有待于进一步研究。
【学位授予单位】:河北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O643.36

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪新民 ,石宗明;臭氧的制备及在水处理中的应用[J];安徽化工;2002年04期
2 陈晓银,陶龙骧,郑禄彬;钛层柱粘土的合成 Ⅰ.四氯化钛作钛源[J];催化学报;1994年05期
3 陈晓银,陶龙骧,郑禄彬;钛层柱粘土的合成 Ⅱ.硫酸钛作钛源[J];催化学报;1994年05期
4 王海东;汤育才;张海;李海亮;;TiO_2/层状矿物复合材料的研究进展[J];材料导报;2007年06期
5 谢莉莉;;水污染与人体健康[J];大众科技;2009年01期
6 李湘祁,汤德平,刘荣添,双宝;钛柱撑粘土的合成[J];福州大学学报(自然科学版);2001年06期
7 郑相宇;谢先法;宋小飞;;TiO_2柱撑蒙脱石复合光催化剂研究进展[J];广东化工;2009年02期
8 章永化,龚克成;Sol-Gel法制备有机/无机纳米复合材料的进展[J];高分子材料科学与工程;1997年04期
9 齐普荣;王光辉;;光降解偶氮染料的研究进展[J];染料与染色;2007年02期
10 杨武;成莉燕;薛再兰;郭昊;高锦章;;TiO_2柱撑蒙脱土的制备及其对品红降解的催化反应[J];光谱学与光谱分析;2008年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李宏;Fenton高级氧化技术氧化降解多环芳烃类染料废水的研究[D];重庆大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 高南飞;臭氧技术在处理生活污水方面的应用研究[D];吉林大学;2004年
2 董梦琴;纳米二氧化钛/蒙脱土复合材料的制备及其催化活性研究[D];北京化工大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑玉婴,彭超;PVC-U/蒙脱土纳米复合管材的研制[J];工程塑料应用;2004年01期
2 滕菁;高聚物/无机物纳米复合材料[J];安徽教育学院学报;2001年03期
3 司友琳;张胜义;陈小景;方春霞;;纳米TiO_2壳聚糖模板法制备及其光催化性能[J];安徽大学学报(自然科学版);2008年01期
4 钱家盛,周伟斌,章于川;聚合物基纳米复合材料的制备[J];安徽化工;2000年05期
5 邱俊,吕宪俊,崔学奇,刘晓东;膨润土改性产品性能的分析检测[J];安徽化工;2003年05期
6 刘长春;;光催化氧化技术在造纸废水处理中的应用[J];安徽化工;2010年02期
7 马骁轩;;TiO_2光催化技术降解废水有机物的研究[J];安徽农业科学;2009年08期
8 晁俊;聂涛;纪明慧;舒火明;马乐;李渊;;缺位Dawson型K_(10)Na_2H_2P_2W_(16)O_(60)光催化降解甲基橙溶液的研究[J];安徽农业科学;2010年19期
9 胡波,张高科,聂静,蒋波;TiO_2悬浆体系光催化降解酸性红B动力学分析[J];安全与环境学报;2004年04期
10 王君,韩建涛,张向东,郭宝东,刘振荣,李绮,康平利,李红;Sb_2O_5/TiO_2催化超声降解甲基橙溶液[J];安全与环境学报;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨哲;郑经堂;周磊;隋吴彬;吴明铂;;分段煅烧法制备纳米TiO_2[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2011年
2 杨莹琴;陈慧娟;;膨润土/掺铁TiO_2光催化剂的制备及其对亚甲基蓝的光降解[A];河南省化学会2010年学术年会论文摘要集[C];2010年
3 许荣鹏;;膜技术在环境工程中的应用[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
4 刘佳欢;赵莉莉;朱秀华;王炜;穆军;;K_6SiW_(11)O_(39)Sn~Ⅱ光催化模拟偶氮染料废水脱色[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
5 丁冉冉;胡佳楠;白雅琴;周伟华;胡瑞生;;稀土烧绿石复合氧化物催化剂对含酚废水光催化降解反应研究[A];第十八届全国稀土催化学术会议论文集[C];2011年
6 褚秀娟;张华;;纳米二氧化锰对甲醛去除效率的影响[A];第八届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2008年
7 杨栋樑;;纳米技术在织物功能性整理中应用有关问题的探讨[A];第八届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2008年
8 曲济方;赵永杰;马建新;林裕;;由钙基膨润土直接合成钛柱撑膨润土[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文集(一)[C];2007年
9 马宏瑞;张蕾;张茜;郗引引;;催化湿式氧化法处理偶氮染料废水工艺研究[A];2010年全国皮革化学品会议论文集[C];2010年
10 张文丽;赵英娜;张晓丽;;熔融分相法制备TiO_2光催化材料组成的选择[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王桂芳;铝柱撑蒙脱石的制备、结构及其吸附性能研究[D];山东科技大学;2010年
2 陈平;烷基铵在蒙脱石层间的吸附及其对蒙脱石/烷基铵结构和凝胶性能的影响[D];山东科技大学;2010年
3 杨敏建;镁基储氢材料的制备及对二硫化碳、噻吩的加氢性能研究[D];山东科技大学;2010年
4 王洪芬;涉海抗菌耐蚀性TiO_2复合薄膜的制备及其性能研究[D];中国海洋大学;2010年
5 王爱萍;改性纳米二氧化钛薄膜制备及其在模拟海水中光生阴极保护性能研究[D];中国海洋大学;2010年
6 刘斌;二氧化钛光催化材料的掺杂改性及其对气体污染物净化性能的研究[D];兰州大学;2010年
7 张勇;纳米碳纤维的批量制备技术与装置研究[D];湖南大学;2010年
8 胡裕龙;氮掺杂纳米二氧化钛基可见光催化剂的制备及性能研究[D];华中科技大学;2010年
9 孙松;TiO_2基光催化剂的制备、结构及光催化降解VOCs性能与机理研究[D];中国科学技术大学;2010年
10 于利刚;废橡胶粉的杂化改性及其对水泥基材料结构与性能的影响[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 董娅佩;静电纺丝技术制备稀土掺杂二氧化钛纳米带与光催化性能研究[D];长春理工大学;2010年
2 刘东方;自清洁保健型建筑涂料的制备及其性能的研究[D];长春理工大学;2010年
3 朱曜峰;碳纤维负载TiO_2复相光催化材料的研究[D];浙江理工大学;2010年
4 付丽丽;固载型杂多酸催化剂制备及催化环已烯环氧化工艺研究[D];郑州大学;2010年
5 刘冬妍;由苯胺和丙三醇气相催化合成3-甲基吲哚[D];辽宁师范大学;2010年
6 胡洋;水溶液中2-氯酚和4-氯酚的催化氧化降解研究[D];辽宁师范大学;2010年
7 蒋思;辽西某膨润土矿提纯与凝胶工艺研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 刘伟娜;自制改性TiO_2可见光降解亚甲基蓝的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 翟纪伟;氧化亚铜粉末、薄膜的制备及其光催化性能研究[D];中国海洋大学;2010年
10 王慈慈;C、N、F元素掺杂纳米二氧化钛的制备及可见光催化性能研究[D];河北师范大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 常文贵,张胜义;高级氧化技术中羟基自由基产生的机理[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2004年04期
2 李新平;刘建军;于迎春;左胜利;;纳米银/蒙脱土催化剂的制备及对亚甲基蓝的催化降解[J];北京化工大学学报(自然科学版);2006年05期
3 刘洋;尚静;;Ag/TiO_2,Pd/TiO_2和TiO_2对庚烷的光催化氧化活性[J];北京联合大学学报(自然科学版);2005年04期
4 张其春,卢渊,薄和秋,刘涛;镀铜铁屑——Fenton氧化反应的一种新催化剂[J];成都理工大学学报(自然科学版);2004年04期
5 张峰,李庆霖,杨建军,张治军;TiO_2光催化剂的可见光敏化研究[J];催化学报;1999年03期
6 黄妙良,伴隆幸,大矢丰,高桥康隆;溶胶-凝胶法制备金属铂高分散的二氧化钛薄膜[J];催化学报;2001年01期
7 杨阳,陈爱平,古宏晨,戴智铭,古政荣,陶咏;以膨胀珍珠岩为载体的漂浮型TiO_2光催化剂降解水面浮油[J];催化学报;2001年02期
8 章永化,龚克成;聚合物/层状无机物纳米复合材料的研究进展[J];材料导报;1998年02期
9 温勇,徐玲玲,沈艳华,杨南如;TiO_2柱撑粘土纳米功能材料制备研究[J];材料科学与工程学报;2003年06期
10 朱桂平,董发勤,张旭梅;Cu~(2+)-TiO_2/蒙脱石自净化功能材料的制备及性能研究[J];材料开发与应用;2004年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 文晟;水体中多环芳烃的TiO_2光催化降解研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2002年
2 刘作华;微波促进含铬矿物催化氧化甲基橙的研究[D];重庆大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 李庄;高浓度染料废水(含偶氮染料废水)处理技术的研究[D];湖南大学;2001年
2 张音波;TiO_2光催化降解甲基橙的试验及机理研究[D];广东工业大学;2002年
3 孟刚;强化生化前处理降解光盘染料废水的研究[D];重庆大学;2002年
4 王理明;纳米复合光催化剂的制备及其在印染废水中的应用研究[D];西安理工大学;2004年
5 魏国;光助非均相Fenton体系用于活性艳红X-3B脱色的研究[D];北京林业大学;2004年
6 林少芳;高效菌对染料脱色降解的研究[D];福建师范大学;2005年
7 刘颖;染料废水的可生化性及其处理工艺研究[D];中国海洋大学;2005年
8 张科杰;Fenton试剂处理酸性玫瑰红B染色废水的试验研究[D];天津大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵彦巧;李建颖;王文忠;;SiO_2复合纳米粒子的制备及其性能[J];广州化工;2010年11期
2 马霞;冯莉;燕传勇;贺文萍;刘炯天;;TiO_2柱撑蒙脱土的制备及其光催化性能的研究[J];化工新型材料;2009年02期
3 陈友存,朱金苗,张元广,周根陶;金属离子对纳米TiO_2悬浊液的光催化性能影响的光谱研究[J];光谱学与光谱分析;2005年09期
4 梁春华;吴峰;;钐离子掺杂二氧化钛光催化降解甲基橙研究[J];环境保护科学;2008年02期
5 刘丽秀;何爱江;俞慧玲;;纳米Ag—TiO_2/SiO_2薄膜催化剂的制备及其性能研究[J];资源开发与市场;2008年07期
6 王玲;;磷钨酸光催化降解甲基橙溶液的研究[J];环境污染治理技术与设备;2006年01期
7 尹荔松;范海陆;陈永平;谭敏;杨硕;;电场辅助TiO_2薄膜光催化降解甲基橙的影响[J];电子器件;2007年06期
8 宋成芳;刘世文;;高效光催化剂Ag/AgCl膜的制备及其在日光下降解甲基橙的研究[J];安徽农业科学;2009年18期
9 阳小宇;;纳米二氧化钛光催化降解的影响因素[J];化工中间体;2010年11期
10 井伟伟;贾明瑜;;微波辐射制备TiO_2薄膜及其光催化活性[J];科技信息;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩艳华;张飞跃;张少龙;李景林;范闽光;李斌;;水热法制备纳米Cu-Mn-O及其光催化性能[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年
2 曾令可;李秀艳;刘平安;王慧;税安泽;;纳米ZnO光催化降解甲基橙[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2005学术年会论文专辑[C];2005年
3 王燕;汪浩;严辉;;纳米La_2Ti_2O_7粉末的低温水热合成及光催化性能的研究[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
4 徐瑛;高德强;龚俊;;纳米TiO_2低温水解法制备及其光催化降解性能研究[A];中国化学会2005年中西部十五省(区)、市无机化学化工学术交流会论文集[C];2005年
5 胡曰博;张新娜;代若愚;;复合模板剂下制得介孔TiO_2光催化活性的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(7)[C];2007年
6 盛仲夷;谢松桂;;高热稳定性蒙脱土母料的固相插层制备方法及其在工程塑料中的应用[A];第七届全国颗粒制备与处理学术暨应用研讨会论文集[C];2004年
7 邹华维;贾涛;罗文洲;刘鹏波;;柔性高分子插层蒙脱土制备微纳米约束阻尼结构及其环氧复合材料体系的研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
8 隋吴彬;郑经堂;;大孔炭负载二氧化钛复合催化剂降解甲基橙性能研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
9 李元豪;沈翔;;氮掺杂纳米二氧化钛光催化降解甲基橙染料废水[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2010年
10 张永成;赵雨花;亢茂青;王心葵;;纳米蒙脱土插层改性水基聚氨酯的制备和表征[A];中国聚氨酯工业协会第十二次年会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;可见光光催化降解污染物获突破[N];中国高新技术产业导报;2004年
2 韩秀山 林作川 张天开;纳米膨润土(蒙脱土)在橡胶中的应用[N];中国建材报;2007年
3 李宏乾;可见光同样能实现光催化降解反应[N];中国环境报;2006年
4 中玻;我国胶粘剂未来发展趋势[N];中国高新技术产业导报;2005年
5 本报记者 李宏乾;用光催化技术攻克污染难题[N];中国化工报;2006年
6 石岩;用独特方法解决纳米粉体形成问题[N];科技日报;2006年
7 玉才;玻璃不再“冷” “健康”又“聪明”[N];中国建设报;2000年
8 邢桂方;改性黏土快速消灭水中有害藻华[N];地质勘查导报;2006年
9 实习生 王小龙 记者 晏燕;我国降解有机污染物研究获得重大突破[N];科技日报;2006年
10 陈葳;超级塑料“明星”实现材料质的飞跃[N];中国化工报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 牛萍;二氧化钛—多金属氧酸盐纳米复合膜组装及光催化性能研究[D];山东大学;2012年
2 孙旭辉;可见光响应光催化剂Bi_(20)TiO_(32)的制备及分解水中有机物效能与机理[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 孙旭辉;可见光响应光催化剂Bi_(20)TiO_(32)的制备及分解水中有机物效能与机理[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 艾智慧;微波/超声辅助光催化降解氯酚的研究[D];华中科技大学;2004年
5 李芳柏;改性二氧化钛的制备、表征及其在光催化处理染料废水中的应用[D];华南理工大学;1999年
6 张雯;Pt/TiO_2光催化降解苯的磁场效应[D];福州大学;2004年
7 丁正新;微波辐射对TiO_2制备及光催化过程的影响[D];福州大学;2005年
8 徐悦华;纳米二氧化钛光催化降解有机磷农药的研究[D];华南理工大学;2001年
9 罗永松;多缺陷/超短碳纳米管及负载催化剂的制备与特性研究[D];华中师范大学;2007年
10 王韶华;改性纳米TiO_2光催化剂的制备及其去除水中染料污染物的研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李翠珠;纳米TiO_2/蒙脱土光催化剂的制备及其催化降解偶氮化合物性能研究[D];河北师范大学;2010年
2 杨子千;N、Ag掺杂TiO_2的制备及光催化活性的研究[D];沈阳师范大学;2011年
3 刘海;锡掺杂纳米TiO_2功能性涂料的研究[D];河南工业大学;2010年
4 党丽萍;TiO_2-MMT复合光催化剂的制备及光催化降解甲基橙的研究[D];西北大学;2012年
5 高朝勇;负载型TiO_2催化剂的制备及其对难降解染料的光催化[D];重庆大学;2008年
6 李青霞;Fe~(3+)掺杂二氧化钛薄膜的自组装制备及其光催化性能研究[D];武汉理工大学;2011年
7 陈辉;壳聚糖的微波改性及其在废水处理中的应用[D];华南理工大学;2010年
8 王龙德;光催化—膜分离集成反应器光催化过程的研究[D];合肥工业大学;2005年
9 周新革;介孔TiO_2的水热法合成及吸附和光催化性能研究[D];内蒙古师范大学;2010年
10 袁文锋;光催化氧化法处理甲基橙废水初步研究[D];陕西师范大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026