收藏本站
《安徽理工大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

改性纳米TiO_2的研究及在光催化处理矿井水中的应用

姚恩亲  
【摘要】: 纳米TiO_2光催化技术作为一种高级氧化技术,在污染物降解方面具有降解效率高、无二次污染等优点。但是,纯的纳米TiO_2光催化性能不强,限制了它的应用。为了提高纳米TiO_2的光催化活性,必须对其进行改性。矿井水是一种可重复利用的水资源。将改性纳米TiO_2应用于矿井水处理中,对缓解我国水资源紧张,实现矿区经济可持续发展具有重要意义。 采用溶胶-凝胶技术合成WO_3掺杂改性纳米TiO_2和改性聚乙二醇(PEG)的TiO_2。运用XRD、SEM、XPS、IR、TG-DTA等测试手段,研究了改性二氧化钛的物理化学性质。考察了改性纳米TiO_2对甲基橙的光催化降解情况和动力学:研究了催化剂投加量、溶液初始浓度、反应时间、反应温度、pH对甲基橙降解的影响,优选出最佳掺杂量的改性TiO_2。比较了在光催化和光氧化两种作用下甲基橙降解的动力学。 考察了7种无机离子对改性TiO_2光催化降解矿井水中COD的影响,HCO_3~-、SO_4~(2-)、Cl~-和Ca~(2+),在矿井水中的实际浓度时对两种光催化剂(PEG400-TiO_2和TiO_2)的性能均有抑制作用,抑制作用大小为HCO_3~->SO_4~(2-)>Cl~->Ca~(2+);Cl~-在相对低浓度范围时(0.9~8.9mmol/l),对两种光催化剂的性能有促进作用;Mn~(2+)在矿井水中实际浓度时(0.0013mmol/L),对光催化性能没有影响,当Mn~(2+)浓度>0.013mmol/L就对TiO_2光催化性能有抑制,当Mn~(2+)浓度>0.039mmol/L才对PEG400-TiO_2光催化性能有抑制。Cu~(2+)在其浓度为0.008~0.072mmol/L对两种光催化剂性能有促进作用,其浓度>0.072mmol/L对光催化性能有抑制作用;和Mn~(2+)、Cu~(2+)一样Fe~(3+)在矿井水中实际浓度时(0.0457mmol/L),对两种光催化剂没有影响,但在浓度(0.2~0.7mmol/L)对光催化剂的性能均有显著促进作用,但浓度>0.8 mmol/L对光催化性能有抑制作用。 通过两因子方差分析,各离子浓度均与实际矿井水中离子浓度相近条件下,HCO_3~-和SO_4~(2-),HCO_3~-和Cl~-,SO_4~(2-)和Cl~-对两种光催化剂均降解率均有显著影响;Mn~(2+)和Cu~(2+)对两种光催化剂均降解率均没有显著影响;Mn~(2+)和Ca~(2+),Cu~(2+)和Ca~(2+)中的Ca~(2+)对两种光催化剂的降解率均有显著影响,而Mn~(2+)和Cu~(2+)没有影响。 研究了活性炭负载改性TiO_2处理矿井水的中试试验,针对超标严重的指标,氟化物、浊度、色度、Hg~(2+)、Cr~(6+)、大肠菌群、细菌总数等参数进行5d的试验,结果良好。并对其稳定性和工艺的经济效益进行了初步分析。
【学位授予单位】:安徽理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:X751

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 潘孔洲;TiO_2对污水中有机物的光催化矿化作用[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2001年03期
2 秦玉春,王海涛,吴凤清,袁世平,黄胜全;TiO_2纳米晶材料光催化降解印染废水的研究[J];东北电力学院学报;2002年04期
3 孙继红,章斌,范文浩,吴东,孙予罕;SiO_2—PEG体系的溶胶──凝胶过程及物化特性[J];材料研究学报;1999年03期
4 汤加苗,朱从善,夏海平,范文浩,吴东,孙予罕;PEG对SiO_2溶胶-凝胶中颗粒度分布和孔结构的影响[J];材料研究学报;1998年01期
5 成英之,张渊明,唐渝;WO_3-TiO_2薄膜型复合光催化剂的制备和性能[J];催化学报;2001年02期
6 赵文宽,覃榆森,方佑龄,董庆华;水面石油污染物的光催化降解[J];催化学报;1999年03期
7 戴清,路春娥,翁葵平,袁春伟;载钛中孔二氧化硅分子筛的光催化性能[J];催化学报;1999年03期
8 张坤民;可持续发展与中国的行动[J];复旦学报(社会科学版);1998年03期
9 胡德文,程沧沧;利用太阳能和斜板式光反应器降解耐晒翠蓝染料的研究[J];环境科学与技术;1999年03期
10 余家国,赵修建;多孔TiO_2薄膜自洁净玻璃的亲水性和光催化活性[J];高等学校化学学报;2000年09期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 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
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡登科,喻剑辉,文习山,蓝磊,张志强;纳米TiO_2的制备及其在水处理应用方面的发展[J];华东电力;2003年07期
2 李大成,周大利,刘恒,张萍,陈朝珍,全学军;略论二氧化钛的高性能化和高功能化(上)[J];四川有色金属;2001年03期
3 李大成,周大利,刘恒,张萍,张云,龚家竹;纳米TiO_2的特性[J];四川有色金属;2002年03期
4 李大成,周大利,刘恒,张萍,张云,龚家竹;纳米TiO_2的应用[J];四川有色金属;2002年04期
5 李大成,周大利,刘恒,张萍,张云,龚家竹;纳米TiO_2的制备[J];四川有色金属;2003年02期
6 李大成,周大利,刘恒,张萍,张云,龚家竹;纳米TiO_2的表面处理[J];四川有色金属;2003年03期
7 张萍,周大利,刘恒;微乳液法制备纳米材料[J];四川有色金属;2003年04期
8 任成军,李大成,周大利,刘恒,钟本和;纳米TiO_2的光催化原理及其应用[J];四川有色金属;2004年02期
9 任成军,李大成,钟本和,周大利,刘恒,龚家竹;影响TiO_2光催化活性的因素及提高其活性的措施[J];四川有色金属;2004年04期
10 钱翼清,赵平,王卫华;烷基化纳米SiO_2/MMA乳液聚合物及其对PC的改性研究[J];工程塑料应用;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李春霞;李立平;酒金婷;王柏华;;纳米粒子的表面改性研究进展[A];第二届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2002年
2 李星国;;纳米材料研究及其应用[A];第三届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2003年
3 杨凤;施利毅;张剑平;;纳米羟基磷灰石的制备及其吸附性能的研究[A];第三届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2003年
4 张永文;陈英;;含纳米ZnO抗紫外整理剂的制备及性能研究[A];第四届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2004年
5 赵丽宁;黄翔;杨建忠;狄育慧;;纳米光催化活性碳纤维净化空气初探[A];第四届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2004年
6 顾群;黄翔;杨建忠;王进美;;纳米光催化材料在功能性空气过滤材料改性整理中的应用研究探讨[A];第四届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2004年
7 王敏;;纳米材料在丝绸文物保护上的应用[A];第四届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2004年
8 黄翔;赵丽宁;狄育慧;;弱光源纳米光催化活性碳纤维滤料净化室内甲醛的实验研究[A];第六届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2006年
9 王东;路建军;齐宏进;;防水透湿织物上碳氟膜的纳米结构及均匀性的初步研究[A];第六届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2006年
10 董淼;储德清;;纳米催化技术的应用进展[A];第八届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨维;工业供水系统优化及其力学问题研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
2 成卫国;丙烯环氧化钛硅分子筛制备、水热改性及反应过程的研究[D];大连理工大学;2005年
3 丁新更;银离子掺杂纳米二氧化钛粉体的制备、性能研究与应用[D];浙江大学;2002年
4 潘海祥;光催化降解饮用水中几种典型有机污染物——影响因素及降解机理的研究[D];中国科学院广州地球化学研究所;2000年
5 黄怀国;导电聚合物-纳米半导体微粒复合膜的制备和性能研究[D];厦门大学;2001年
6 陈建军;纳米TiO_2光催化剂的制备、改性及其应用研究[D];中南大学;2001年
7 刘晓荣;铜溶剂萃取界面乳化机理及防治研究[D];中南大学;2001年
8 王玫;β-SiC薄膜的低温沉积及特性研究[D];北京工业大学;2002年
9 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
10 张静武;金属塑性变形与断裂的TEM/SEM原位研究[D];燕山大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭小龙;纳米SiC颗粒复合Al_2O_3-ZrO_2(m)陶瓷材料的强韧化机理的研究[D];青岛大学;2001年
2 田元新;基于1,8-萘啶体系小分子化合物的合成及发光性质研究[D];云南师范大学;2003年
3 方彩霞;CeO_2-TiO_2负载型光催化剂的制备和微波场助光催化降解染料废水的研究[D];华中科技大学;2005年
4 叶晶磊;纳米TiO_2的原位乳液聚合和自分层涂层的制备[D];北京化工大学;2007年
5 黄金球;电场下TiO_2纳米膜光催化性能的研究[D];华中科技大学;2006年
6 全玉莲;纳米TiO_2光催化降解乙酸的研究[D];吉林大学;2005年
7 赵芝清;膜生物反应器处理再生造纸废水及膜污染的研究[D];吉林大学;2005年
8 冯志兵;天然沸石负载二氧化钛光催化剂的制备和性能的研究[D];吉林大学;2005年
9 周新文;金属—二氧化钛复合抗菌材料的研究[D];西安建筑科技大学;2005年
10 熊勤;纳米光催化剂在环境保护中的应用技术研究[D];华中师范大学;2005年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵文宽,覃榆森,方佑龄,董庆华;水面石油污染物的光催化降解[J];催化学报;1999年03期
2 史月萍,杨祝红,冯新,郑仲,陆小华;掺铂二氧化钛纤维光催化降解氯仿的研究[J];催化学报;2003年09期
3 陈俊涛,李新军,杨莹,王良焱,何明兴;Sm掺杂对TiO_2薄膜光催化性能的影响[J];催化学报;2004年05期
4 江海军;张瑾;奚丽荷;朱忠其;柳清菊;;TiO_2半导体光催化剂在污水处理中的研究进展[J];材料导报;2007年S1期
5 张敬畅,李青,曹维良;超临界流体干燥法制备TiO_2/Fe_2O_3和TiO_2/Fe_2O_3/SiO_2复合纳米粒子及光催化性能[J];复合材料学报;2005年01期
6 何创龙;黄争鸣;韩晓建;刘玲;胡影影;张彦中;;同轴射流技术制备纳米复合材料研究进展[J];复合材料学报;2005年06期
7 季涛;倪朝晖;徐山青;高强;黄晓梅;;静电纺PAN纤维微波活化技术及其吸附性能[J];纺织学报;2006年03期
8 杨清彪,王策,洪友良,李振宇,赵一阳,裘式伦,危岩;聚丙烯腈纳米纤维的再细化[J];高等学校化学学报;2004年03期
9 郝恩才,孙轶鹏,杨柏,沈家骢;CdS/TiO_2复合纳米微粒的原位合成及性质研究[J];高等学校化学学报;1998年08期
10 薛向东,金奇庭;TiO_2光降解水中污染物的研究进展[J];中国给水排水;2001年06期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘东方,丁耘,李江华;混凝剂处理染料及其中间体废水应用[J];城市环境与城市生态;1997年02期
2 施利毅,古宏晨,李春忠,房鼎业,张怡,华彬;SnO_2-TiO_2复合光催化剂的制备和性能[J];催化学报;1999年03期
3 唐阳清,周馨我;纳米TiO_2的制备方法[J];材料导报;1995年03期
4 汪国忠,汪春昌,张立德,牟季美;纳米TiO_2的制备和性能[J];材料研究学报;1997年05期
5 汤加苗,朱从善,夏海平,范文浩,吴东,孙予罕;PEG对SiO_2溶胶-凝胶中颗粒度分布和孔结构的影响[J];材料研究学报;1998年01期
6 戴清,胡新林,袁春伟;Photo-Fenton反应产生的羟自由基的研究[J];东南大学学报(自然科学版);1998年02期
7 王琪全,蒋伟川;二氧化钛光催化降解次甲基蓝的研究[J];环境科学与技术;1994年03期
8 吴颖娟,薛宗佳;气浮综合改进设施处理高浓度造纸废水[J];广州师院学报(自然科学版);1995年01期
9 曹亚安,丁兰,马颖,管自生,谢腾峰,张昕彤,吴志芸,白玉白,李铁津,姚建年,吴越;TiO_2纳米粒子膜的表面态性质对光催化活性的影响[J];高等学校化学学报;1999年11期
10 王艳芹,张莉,程虎民,马季铭;掺杂过渡金属离子的TiO_2复合纳米粒子光催化剂──罗丹明B的光催化降解[J];高等学校化学学报;2000年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李建通;杨娟;缪娟;;共掺杂改性纳米TiO_2光催化剂的研究进展[J];材料导报;2010年S1期
2 吴健春;黄婉霞;石瑞成;;掺杂纳米TiO_2光触媒的甲醛降解研究[J];钢铁钒钛;2008年04期
3 许红娟;刘建周;江晶亮;陆富生;吴杰;陈娟;庄盈;刘涛;徐正新;戴新联;童敏明;;纳米TiO_2光催化氧化微量丙酮气的研究[J];环境科技;2008年06期
4 刘祥萱,李灿,陆路德,杨绪杰,汪信;纳米TiO_2对双马来酰亚胺固化反应的催化作用[J];工程塑料应用;1997年06期
5 李晓娥,祖庸;纳米TiO_2光催化氧化机理及应用[J];化工进展;1999年04期
6 董震,杨建忠,郭晓玲;纳米TiO_2粒子的分散研究[J];印染助剂;2005年09期
7 张萍;刘树彬;;纳米级SO_4~(2-)/TiO_2固体超强酸的酸强度研究[J];石家庄学院学报;2005年06期
8 赵英娜;吴印林;张文丽;;纳米二氧化钛的制备及光催化性能的研究[J];现代技术陶瓷;2005年04期
9 鲁旺达;;掺杂纳米TiO_2的制备和光催化性能的研究[J];重庆职业技术学院学报;2006年04期
10 张建民;汪志勇;孙秀果;彭政;;纳米二氧化钛核/聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸壳杂化复合粒子的制备[J];涂料工业;2006年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周大鹏;杜志平;赵永红;张广良;;脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠改性纳米氢氧化镁性能研究[A];2009年中国镁盐行业年会暨节能与发展论坛论文集[C];2009年
2 许颖琦;朱苏康;;棉织物的纳米抗紫外整理及其服用性能研究[A];第四届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2004年
3 刘阳思;张玉波;许艳;颜家振;李长志;黄婉霞;;种子乳液聚合法改性纳米TiO_2及其表征[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(6)[C];2007年
4 付继芳;陈立亚;施利毅;肖映林;陈怡;邓维;;超支化聚酯接枝改性纳米粒子[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
5 崔宇;刘莉;吴航;张涛;李瑛;王福会;;改性纳米SiO_2填料对环氧涂层失效行为影响的研究[A];2010年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议摘要集[C];2010年
6 杨军;陈美玲;高宏;刘俊航;;改性纳米SiC粉体对铸造13-4不锈钢耐磨性能的影响[A];2010年中国铸造活动周论文集[C];2010年
7 林志丹;麦堪成;;改性纳米CaCO_3/PP复合材料的性能研究[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(下卷)[C];2003年
8 刘海;董丽杰;谢海安;熊传溪;;PVC/改性纳米CaCO_3光稳定性能研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
9 周秀文;;纳米级TiO_2光催化剂的性能及应用前景[A];四川省环境科学学会2003年学术年会论文集[C];2003年
10 杨军;王鑫;陈美玲;杨莉;高宏;;改性纳米SiC粉体对铸造马氏体不锈钢力学性能影响的研究[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前8条
1 钱伯章;纳米复合材料产业化之路漫长[N];中国石化报;2007年
2 赵虎;中国第一支纳米3mg低危害卷烟面世[N];经理日报;2003年
3 汪洋海;浙江纳米材料产业化进程加快[N];中国纺织报;2005年
4 温新华;纳米塑料方兴未艾[N];中国化工报;2000年
5 记者 宦建新;宁波加快发展纳米材料[N];科技日报;2001年
6 江照军;人才吸引力战略在西安高新区的演变[N];中国高新技术产业导报;2005年
7 毕文;纳米复合材料产业化需长期培养[N];中国建材报;2011年
8 毛勇 邓玉明;纳米抗菌材料的研究进展[N];中国包装报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姚恩亲;改性纳米TiO_2的研究及在光催化处理矿井水中的应用[D];安徽理工大学;2008年
2 周武艺;纳米TiO_2的掺杂改性及光催化性能的研究[D];湖南大学;2005年
3 邹敏;纳米材料改善PP-R树脂性能研究[D];四川大学;2006年
4 李发堂;催化裂化汽油光催化氧化脱硫研究[D];天津大学;2007年
5 崔建伟;纳米TiO_2改性聚丙烯酸类浆料及其性能研究[D];东华大学;2008年
6 杨昌虎;掺杂改性纳米TiO_2和ZnO薄膜材料性能的研究[D];上海大学;2011年
7 张灿;液中放电等离子体技术降解TNT废水的装置和试验研究[D];重庆大学;2008年
8 周建斌;竹炭环境效应及作用机理的研究[D];南京林业大学;2005年
9 翟永爱;离子液体的制备及其在纳米材料制备方面的应用[D];吉林大学;2009年
10 桑晓明;聚苯乙烯掺杂纳米TiO_2和SiO_2材料的制备、表征和性能研究[D];天津大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 顾松球;改性纳米TiO_2薄膜的制备及其光催化处理焦化废水[D];大连海事大学;2008年
2 薛锦良;纳米改性聚丙烯酸类浆料的研究[D];东华大学;2008年
3 朱云峰;无机纳米粒子/水性树脂复合物的研制与应用[D];山东科技大学;2005年
4 杨秋萍;纳米二氧化钛光催化性能优化研究[D];中国地质大学(北京);2006年
5 夏争艳;导电聚苯胺及聚苯胺纳米复合材料的制备与性能研究[D];北京化工大学;2006年
6 邓杰博;含TiO_2复合膜及其过滤性能研究[D];大连理工大学;2008年
7 袁建梅;纳米TiO_2和纳米钛柱撑粘土的制备及其光催化性能研究[D];西北师范大学;2005年
8 胡桂丽;原位聚合法制备Ni-P-纳米TiO_2化学复合镀层[D];青岛科技大学;2005年
9 包春磊;新型抗菌纤维材料的研究[D];华南热带农业大学;2005年
10 陈小滔;纳米TiO_2光催化降解酸性湖兰A及反应器研究[D];北京化工大学;2005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