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《江苏大学》 2010年
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TiO_2/SiO_2/γ-Fe_2O_3光催化复合材料的制备表征及其光催化性能

姜玲  
【摘要】: TiO_2半导体光催化法降解染料废水是一种新兴的环境治理技术,具有处理效率高、工艺设备简单、操作条件易控制、无毒、价廉、稳定性好等优点。但传统的TiO_2光催化技术因多以人工紫外光作为光源,成本昂贵,限制了光催化技术的工业化应用;同时,粉体TiO_2在使用过程中难分离回收并且活性成分损失大。因此,负载化的TiO_2催化剂作为绿色环保材料,可在废水处理以及空气净化等方面发挥重要作用,以满足社会可持续发展的需要。 利用溶胶—凝胶法,选择弱磁性γ-Fe_2O_3作为磁性核心,在γ-Fe_20_3与表面TiO_2层之间增加SiO_2隔离层,制备出TiO_2/SiO_2/γ-Fe_2O_3复合型光催化材料,克服了磁性内核的局部氧化缺陷,减少了热处理过程中核心与二氧化钛之间的交互作用。采用多种方法如x射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和振动样品磁强测试(VSM)对制备的催化剂进行表征,研究其光学和物理化学性质。XRD图谱显示TiO_2/SiO_2/γ-Fe_2O_3颗粒中TiO_2的衍射峰与标准谱线上锐钛矿型TiO_2的三大特征峰对应较好,从而保证了催化剂的高效性。紫外—可见光谱分析表明,TiO_2/SiO_2/γ-Fe_2O_3材料不但增强了对紫外光的吸收能力,更进一步拓宽了其在可见光区的光谱范围。磁性测试证明了该催化剂保留了γ-Fe_2O_3的顺磁性能,有利于提高其水相中的分散性,并能通过外加磁场有效地进行固液分离。 以亚甲基蓝溶液作为模型模拟染料废水,分别在紫外光与可见的条件下研究TiO_2/SiO_2/γ-Fe_20_3光催化剂的光催化活性,其中主要探讨了负载量、催化剂使用量、亚甲基兰溶液的初始浓度与初始pH值等因素对反应体系光催化活性的影响。根据单因素的试验结果做出正交试验表,经试验验证后表明:TiO_2/SiO_2/γ-Fe_2O_3催化剂在负载20%(wt%)、亚甲基兰初始浓度10 mg/L、溶液初始pH值9.7以及催化剂投加量1.0g/L的条件下,紫外光4 h内对亚甲基兰的降解效率为98.8%。可见光照射下光催化反应的最优试验条件与紫外光基本一致。催化剂的回收试验表明,在紫外光下催化剂的回收试验中,TiO_2/SiO_2/γ-Fe_2O_3催化剂使用三次后对亚甲基蓝溶液仍有较好的降解效果,降解率保持在95%,催化剂的回收率接近96%。在测定亚甲基蓝溶液中COD_(Cr)去除率的试验中,光催化反应4 h,CODcr的去除率为66.2%,说明TiO_2/SiO_2/γ-Fe_2O_3催化剂对亚甲基蓝矿化处理效果较明显。在可见光下催化剂的回收试验中,TiO_2/SiO_2/γ-Fe_2O_3催化剂初次使用时,降解率可达60%左右。催化剂首次使用时对亚甲基蓝溶液COD_(Cr)的去除率只达到32.4%,矿化程度不理想,若要达到更高的标准还需继续进行生化处理。
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X703

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 白玉兰,孔德良,叶庆国;纳米TiO_2光催化剂固定化技术及其改性的研究进展[J];青岛化工学院学报(自然科学版);2001年04期
2 郭建伟;张永吉;高乃云;任鹏飞;;紫外线相关消毒工艺在饮用水处理中的应用[J];水处理技术;2009年07期
3 高洪涛;周晶;戴冬梅;;纳米TiO_2光催化降解偶氮染料的研究[J];山东化工;2008年03期
4 邢丽贞;冯雷;陈华东;马琳;;TiO_2光催化氧化技术在水处理中的研究进展[J];山东建筑大学学报;2007年06期
5 于艳辉;哈日巴拉;徐传友;;溶胶-凝胶法制备含铁的纳米TiO_2光催化剂及其表征[J];应用化工;2008年08期
6 甘玉琴;邹翠娥;杨平;华南平;石恩娴;杜玉扣;;Au纳米粒子大小对Au/TiO_2薄膜光催化活性的影响[J];石油化工;2005年06期
7 仇雁翎;赵建夫;李田;朱志良;;热处理温度对TiO_2光催化膜性能的影响[J];同济大学学报(自然科学版);2008年06期
8 王侃,陈英旭,叶芬霞;不同光源对TiO_2光催化降解染料污染物的影响[J];太阳能学报;2005年01期
9 储金宇;于琦;吴春笃;曹常乐;李宁;;TiO_2负载锶铁氧体磁性材料光催化性能及表征[J];无机材料学报;2008年04期
10 陈玉娟;胡中华;王晓静;赵国华;刘亚菲;刘巍;;活性炭孔径和比表面积对TiO_2/AC光催化性能的影响[J];物理化学学报;2008年09期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王晓青;张龙;刘汉湖;朱文杰;;粉末活性炭对两种染料的吸附动力学研究[J];徐州工程学院学报(自然科学版);2010年03期
2 丁绍兰;李郑坤;马前程;毛飞;;阳离子型脱色剂对几种染料废水处理效果的研究[J];皮革科学与工程;2009年02期
3 卢秋晓,黎莉;锌系复合絮凝剂处理印染废水的研究[J];江西化工;2005年02期
4 陈雪梅;胡锋平;;含砷饮用水处理技术综述[J];江西化工;2009年04期
5 曹曼;;焦化废水中难降解有机毒物光催化氧化机理的探讨[J];山东纺织工学院学报;1991年01期
6 华登峰;壳聚糖、硫酸铝和聚铝对印染废水脱色处理的对比[J];青岛大学学报(工程技术版);2004年03期
7 宋志慧,商勇,张学萍;纳米ZnO对细菌的抑制作用[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2004年03期
8 铁生年;马丽莉;;纳米粉体材料应用技术研究进展[J];青海师范大学学报(自然科学版);2011年04期
9 张万忠;乔学亮;邱小林;陈建国;罗浪里;;纳米二氧化钛的光催化机理及其在有机废水处理中的应用[J];人工晶体学报;2006年05期
10 王英连;叶君耀;吴汉水;胡跃辉;;Ag掺杂ZnO薄膜光催化降解苯酚的试验研究[J];人工晶体学报;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Study on Decolorization of Bromocresol Green in Wastewater[A];Proceedings of Symposium from Cross-strait Environment & Resources and 2nd Representative Conference of Chinese Environmental Resources & Ecological Conservation Society[C];2010年
2 滕伟;李新勇;肇启东;熊巍;陈国华;;光催化剂Ag_3PO_4/Ag的合成及其在染料废水处理中的应用[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
3 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
4 黄占林;邓桦;宁苑;周文良;;织物负载TiO_2薄膜的制备及其光催化活性[A];雪莲杯第10届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2010年
5 王志义;管相杰;邓先功;;纳米La_2O_3/TiO_2复合薄膜的制备及光催化性能研究[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 黄悦;周忠华;吴玉萍;孟彦超;;深度净化水处理应用领域的TiO_2光催化材料的现状和问题[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
7 邹晨;王金淑;李洪义;黄科林;孙果宋;;Ag/AgCl/介孔TiO_2复合等离子光催化剂的制备[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
8 梁燕萍;倪志虎;周利君;刘萍;吴振森;;Ni-P-TiO_2化学复合镀层的制备及光催化性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
9 吴玉程;;纳米TiO_2在水污染检测与治理中应用的研究进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
10 冯娟娟;陈建华;张辉鹏;曾小钦;;第一系列过渡元素离子掺杂TiO_2半导体对染料光催化降解的影响[A];第四届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 栗栋;二元染料的纳米TiO_2可见光催化降解研究[D];郑州大学;2010年
3 贾玉春;PVFM泡沫塑料对阳离子染料吸附性能的研究[D];郑州大学;2010年
4 呼冬雪;厌氧折流板—好氧反应器处理染废水中试试验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 邹斐飞;磁性印迹吸附材料选择性去除水中氯酚污染物[D];大连理工大学;2010年
6 郭喜亮;褐煤对含染料废水的吸附与絮凝作用研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 李叶青;TiO_2的负载及其对染料废水光降解研究[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 刘婷;凝结水中微量汽轮机油的光催化降解及测定方法的研究[D];长沙理工大学;2010年
10 钟炳伟;Cd(ll)、Zn(ll)离子以及PFOS、PFOA在金红石(110)面上化学吸附的密度泛函研究[D];中国海洋大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董梅;TiO_2光催化剂的研究与应用[J];青岛化工学院学报(自然科学版);2001年03期
2 王卫伟,张志焜;过渡金属离子掺杂纳米TiO_2的机理和光吸收特性[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2003年02期
3 范金石,陈国华,孙明昆,华哲;壳聚糖特性粘度的快速测定[J];青岛海洋大学学报(自然科学版);2002年02期
4 曹晓瑶,万金泉,马邕文,周深桥;二氧化钛膜及其改性膜光催化降解亚甲基蓝的研究[J];四川大学学报(自然科学版);2004年03期
5 豆俊峰,邹振扬,牟其伍;提高二氧化钛光催化活性的研究进展[J];四川环境;2000年04期
6 沈学优,李华英,陈群燕,郭艳萍;载铂二氧化钛对3B艳红染料溶液光催化降解性能的研究[J];水处理技术;2001年01期
7 朱丽;王伟利;孙理密;;济南市垃圾填埋场对地下水环境的影响分析[J];山东建筑工程学院学报;2005年04期
8 蒋伟川,王琪全,俞传明;半导体光催化降解分散染料溶液的研究[J];上海环境科学;1995年05期
9 许宜铭,吕惠卿;光化学法降解水中氯代苯酚的研究进展[J];上海环境科学;2000年07期
10 赵玉清,袁传军;壳聚糖与M_5~(n+)S的配位作用及其红外光谱[J];松辽学刊(自然科学版);2000年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王国峰;杨世鹏;;膨润土成型吸附剂的制备研究[J];科技创新导报;2009年32期
2 孙洪伟;储德清;苏良词;于志日;董云娜;;不同晶型纳米二氧化锰的制备及催化性能研究[J];纳米科技;2011年01期
3 何洁;沈江剑;冷慧;冯明珠;;不同金属卟啉光催化降解亚甲基蓝性能研究[J];化学与生物工程;2011年05期
4 李小华,冯连生,丁柏涛,马美华;催化动力学光度法测定痕量钯[J];南京晓庄学院学报;1996年04期
5 夏钟文,侯梅芳,万洪富,李芳柏;火山岩型膨润土原矿的脱色性能研究[J];生态环境;2004年03期
6 李志群,唐宁莉;O_3~--I~--亚甲基蓝-阿拉伯胶-聚乙烯醇体系分光光度法测定微量碘[J];分析测试技术与仪器;2004年04期
7 纪智玲;翟玉春;李英杰;王红心;张翔;;活性炭吸附法处理亚甲基蓝废水的研究[J];辽宁化工;2006年04期
8 潘洁;沈聪;李琴;刘杰;阮新潮;李黎;;微波协同铁屑内电解处理亚甲基蓝染料废水[J];应用化工;2006年09期
9 张娇;耿永娟;朱世富;昌晶;陈翔;;有机质对土壤吸附性能的影响研究[J];青岛理工大学学报;2007年06期
10 苏碧桃;王克;胡常林;慕红梅;董娜;佟永纯;白洁;雷自强;;TiO_2中空纤维的制备及光催化性能[J];化学试剂;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 唐艳茹;丁鹏;成宝海;张敏;常超;;功能化石墨烯对亚甲基蓝的吸附性能[A];第九届全国微型化学实验研讨会暨第七届中学微型实验研讨会论文集[C];2011年
2 杨合;王慧颖;杨泽健;薛向欣;赵娜;;高钛渣作为光催化材料降解亚甲基蓝的实验研究[A];2010年全国冶金物理化学学术会议专辑(上册)[C];2010年
3 李晓娟;张慧婷;许佳;杨梅竹;陈玲;何志勇;喻发全;;磁粒子/纤维素复合材料吸附亚甲基蓝的研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
4 程凤莲;孟范平;周游;杨洋;;大型海藻浒苔对碱性染料亚甲基蓝的吸附性能[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
5 林德娟;陈淑凤;汪信;陆路德;;α-Fe_2O_3/K~+纳米材料光催化降解亚甲基蓝染料的研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年
6 王浩红;徐承天;陈邦林;;TiO_2/CdS/Fe_mO_n光催化降解亚甲基蓝[A];中国化学会第十届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2004年
7 杨合;薛向欣;刘卯;董学文;左良;;我国几种含钛物料作为光催化材料降解亚甲基蓝的实验研究[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
8 张春勇;郑纯智;张国华;文颖频;;水热法合成花状BiVO_4及其光催化降污水性能[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年
9 衣晓凤;郑晋生;赵一兵;;CdS纳米棒光催化降解亚甲基蓝的研究[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
10 王娟;王勇;杨帆;杨秀荣;;基于双偏振测量技术的DNA-亚甲基蓝相互作用研究[A];第十届中国化学会分析化学年会暨第十届全国原子光谱学术会议论文摘要集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 朱广凯;春季几种常见鱼病防治[N];天津日报;2008年
2 通威;水产禁用药物的替代产品[N];江苏农业科技报;2007年
3 中国农业科学院土壤肥料测试中心;常见肥料检验项目和标准(十三)[N];农资导报;2006年
4 杨保国;春季鱼虾蟹等易患水霉病防治[N];中国特产报;2007年
5 大刚;鱼种秋季进箱好[N];中国渔业报;2006年
6 大刚;鱼种秋季应进箱越冬[N];东方城乡报;2006年
7 沅江市水产局 柳富荣 李振;常见虾病的防治[N];湖南科技报;2006年
8 文河;家畜用药时忌喂的饲料[N];农民日报;2006年
9 柳富荣 李振;克氏原螯虾人工养殖法[N];中国渔业报;2006年
10 赵亚东;春季鱼病防治 赶快着手启动[N];湖南科技报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张祥龙;高压脉冲水中放电特性及亚甲基蓝模拟废液降解研究[D];北京交通大学;2012年
2 冯清华;含木质素水凝胶的合成及其性能研究[D];华南理工大学;2012年
3 徐璇;基于难降解有机污染物特性的光催化-生化废水处理技术[D];重庆大学;2010年
4 万军民;四苯基卟啉衍生物光诱导电子转移动力学及其敏化TiO_2可见光催化染料的研究[D];浙江理工大学;2011年
5 杨韶平;环境敏感型纤维素基水凝胶的制备及其吸附性能研究[D];华南理工大学;2010年
6 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
7 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
8 杨莉;基于酵母模板/载体的光催化剂制备及其处理印染废水的应用研究[D];长安大学;2010年
9 金玲;等离子体协同光催化剂处理微污染水[D];天津大学;2012年
10 李大伟;热解稻壳炭基多孔材料的制备、表征及应用基础[D];中国科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜玲;TiO_2/SiO_2/γ-Fe_2O_3光催化复合材料的制备表征及其光催化性能[D];江苏大学;2010年
2 徐克涛;纳米二氧化钛薄膜材料制备及光催化性能研究[D];大连理工大学;2012年
3 蒋仁举;血浆中病毒灭活的研究[D];四川大学;2004年
4 张愿成;纳米结构锰氧化物的制备及催化处理染料废水[D];合肥工业大学;2006年
5 孙璐霓;亚甲基蓝染料在海水中的光化学降解研究[D];中国海洋大学;2009年
6 韩璐;有机插层微晶白云母的制备及其吸附性能研究[D];成都理工大学;2009年
7 党艳;生物质廉价吸附材料对Cr (Ⅵ) 和染料的吸附性能及机理研究[D];西北大学;2011年
8 郑轩;菲和亚甲基蓝在海洋沉积物上的吸附[D];中国海洋大学;2010年
9 高永林;亚甲基蓝衍生物的合成[D];天津大学;2011年
10 胡洲;亚甲基蓝荧光探针对DNA的分析及其在重金属和百草枯与DNA作用研究中的应用[D];浙江大学;2006年
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