收藏本站
《中国海洋大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

卤族元素掺杂纳米TiO_2的光催化性能研究

樊丽霞  
【摘要】:本论文以四种含卤盐(NaF、NaCl、KBr和KI03)和硫酸钛为原料,利用水热法制备了系列卤族元素掺杂纳米TiO2光催化剂(氟掺杂二氧化钛-FT、氯掺杂二氧化钛-CT、溴掺杂二氧化钛-BT、碘掺杂二氧化钛-IT),并将其原位负载在硅胶上,得到了系列硅胶负载卤族元素掺杂纳米TiO2光催化剂(硅胶负载氟掺杂二氧化钛-FTS、硅胶负载氯掺杂二氧化钛-CTS、硅胶负载溴掺杂二氧化钛-BTS、硅胶负载碘掺杂二氧化钛-ITS)。利用X射线衍射仪、比表面积及孔结构分析仪、紫外-可见漫反射等分析手段对产物进行表征,考察了这两系列光催化剂光催化降解染料(普拉红B和亚甲基蓝)以及光催化还原重金属Cr(Ⅵ)离子的性能,探讨了溶液初始浓度、催化剂投加量、溶液pH值等因素对光催化性能的影响,并用Langmuir-Hinshelwood模型对其进行了动力学拟合;此外,还考察了这两系列光催化剂对海水体系中两种染料的降解,研究了其在海水环境中的光催化性能。 用FT、CT、BT和IT降解普拉红B和亚甲基蓝发现,随着溶液浓度增加,降解率呈下降趋势,对10-40mg/L的染料,降解率可达到90%;pH值在1.0-11.0的范围内,IT对两种染料的降解率均保持在90%以上;其它催化剂在较窄的pH值范围内表现出较高催化活性。随着催化剂投加量增大,降解率先增大后减小,最佳投加量为0.5g/L; NaCl对FT、CT、BT的光催化活性存在抑制作用,其浓度在0-1.0mol/L时,IT对两种染料的降解率均保持在95%以上。FT、CT、BT和IT对两种染料的降解反应为拟一级反应,符合Langumuir-Hinshelwood模型。光催化剂在重复利用三次后,染料降解率仍然保持在80%以上。 FTS、CTS、BTS和ITS适合对低浓度的染料的降解,其降解普拉红B的最佳pH值分别为6、3、3、1,而降解亚甲基蓝的最佳pH值分别为1、11、11、1。随着NaCl浓度增大,对FTS、CTS、BTS和ITS的光催化活性抑制作用增强。CTS、BTS和ITS对两种染料的光催化降解反应为为拟一级反应,降解普拉红B的反应速率常数k(min-1)分别为:0.0054、0.0051、0.0085、0.0131,降解亚甲基蓝时k(min-1)分别为0.0048、0.0105、0.0160、0.0121。 在海水体系中,除了IT和BTS对染料的降解率基本保持不变之外,其它几种催化剂和P-25的光催化活性都明显下降,染料降解率与去离子水体系相比下降20%-50%。催化剂(IT或BTS)投加量为1.0g/L,染料初始浓度为40mg/L,用镝灯照射150min,两种染料的降解率达到90%以上。 FT、CT、BT和IT对重金属Cr(VI)离子的光催化还原实验表明,Cr(VI)禺子的光催化还原率随溶液pH值升高而降低,在较高pH时,光催化还原性能大幅度下降。卤素掺杂TiO2对Cr(VI)离子光催化还原能力为:CTBTFTIT。在较低浓度时,卤素掺杂TiO2光催化还原Cr(VI)的反应为拟一级反应,符合Langmuir-Hinshelwood模型。 总之,通过对染料的光催化降解和对重金属的光催化还原实验,证明了卤族元素掺杂纳米TiO2光催化剂和硅胶负载卤族元素掺杂纳米TiO2光催化剂具有较高的光催化活性,并且通过对催化反应的影响因素的研究,丰富了光催化理论,为该技术应用于实际污水处理提供了参考。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O614.411

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏星辉,云影,雒娟;水环境中阴离子对表面活性剂光催化降解的影响[J];北京师范大学学报(自然科学版);2000年01期
2 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
3 刘畅,暴宁钟,杨祝红,陆小华;过渡金属离子掺杂改性TiO_2的光催化性能研究进展[J];催化学报;2001年02期
4 王侃,陈英旭,叶芬霞;SiO_2负载的TiO_2光催化剂可见光催化降解染料污染物[J];催化学报;2004年12期
5 陈恒;龙明策;徐俊;蔡伟民;;可见光响应的氯掺杂TiO_2的制备、表征及其光催化活性[J];催化学报;2006年10期
6 陈垚翰;沈俊;张昭;;Si掺杂介孔SO_4~(2-)/TiO_2的非模板剂法合成及表征[J];催化学报;2008年04期
7 孙奉玉,吴鸣,李文钊,李新勇,顾婉贞,王复东;二氧化钛的尺寸与光催化活性的关系[J];催化学报;1998年03期
8 谢晓峰,陆文璐,张剑平,方建慧,施利毅;拓展作用光范围的纳米TiO_(2-X)N_X制备和表征[J];材料科学与工程学报;2004年02期
9 孙云明,刘会峦;海洋中的主要化学污染物及其危害[J];化学教育;2001年Z1期
10 文晨;孙柳;张纪梅;邓桦;王鹏;;碘掺杂对纳米TiO_2催化剂光催化活性的影响[J];高等学校化学学报;2006年12期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王侃;负载型TiO_2催化剂可见光降解染料污染物的研究[D];浙江大学;2004年
2 任达森;溶胶—凝胶法制备纳米二氧化钛薄膜及其光致特性研究[D];复旦大学;2004年
3 邓培昌;卤族元素掺杂TiO_2的制备及光催化性能研究[D];中国海洋大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 周作明;水体中三唑磷(Triazophos)的光化学降解性能研究[D];湖南农业大学;2002年
2 谢晶晶;负载二氧化钛凹凸棒石光催化剂制备及性能研究[D];合肥工业大学;2006年
3 章瑜;碘掺杂二氧化钛的制备及其光催化性能研究[D];福州大学;2006年
4 陈建秋;光催化降解水体中有机污染物的研究[D];中国海洋大学;2006年
5 汪东;TiO_2晶须光催化技术在总磷分析和有机磷农药降解方面的应用[D];南京工业大学;2006年
6 涂剑鹏;纳米混晶TiO_2的合成及光催化降解亚甲基蓝特性与影响因素[D];华中农业大学;2007年
7 郑保战;TiO_2光电催化性能及其应用研究[D];四川大学;2007年
8 许明霞;碘掺杂与碘氮共掺杂TiO_2的制备及其可见光催化活性研究[D];南昌大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王晓峰,傅文宇,朱欣,徐立红;六价铬对大鼠肝细胞体外的毒作用[J];癌变.畸变.突变;2005年06期
2 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
3 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
4 田维;张洪林;蒋林时;;纳米TiO_2光催化材料的制备及研究进展[J];四川有色金属;2006年04期
5 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
6 王孝军,杨杰,龙盛如;纳米材料及其在工程塑料改性中的应用[J];工程塑料应用;2002年10期
7 刘建林,肖久梅,史孝群,龚春秀,马文江;纳米CaCO_3填充环氧树脂分散技术及力学性能研究[J];工程塑料应用;2003年03期
8 惠雪梅,张炜,王晓洁;环氧树脂/SiO_2,纳米复合材料性能的研究[J];工程塑料应用;2004年02期
9 安骏,吴海霞,辛寅昌;防高能辐射的树脂/纳米铅复合材料的制备及研究[J];工程塑料应用;2004年12期
10 郑海忠,张坚,鲁世强,徐志锋;选区激光烧结制备PS/Al_2O_3纳米复合材料的研究[J];工程塑料应用;2005年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐志兵;桂祖胜;;TiO2/4A沸石复合光催化剂制备及性能研究[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(理科卷)[C];2005年
2 乐士儒;栾野梅;安茂忠;;电沉积银纳米膜的光学性质研究[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
3 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
4 江宏富;宋海燕;张学斌;刘杏芹;彭定坤;孟广耀;;硅藻土基光催化膜的制备表征及催化性能[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
5 谷晋川;张君;张蔓;叶春燕;;城市污水处理厂污泥制备吸附剂的物理和化学性质研究[A];四川省环境科学学会二〇一一年学术年会论文集[C];2011年
6 曾翎;姜华昌;杜王钻;;溶胶-凝胶法制备纳米V-TiO_2光催化剂及其亚甲基蓝降解[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
7 石倩;任建坤;王玉萍;马久远;;PVA-I掺杂二氧化钛的制备及催化降解性能的研究[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
8 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
9 信会菊;郝维昌;王天民;;S掺杂的γ-Bi_2O_3的制备及光催化性能[A];中国化学会第十二届全国应用化学年会论文集[C];2011年
10 李晓杰;欧阳欣;闫鸿浩;;环境温度对空气氢气爆轰系统气相合成纳米TiO_2的影响[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007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 田立朋;单质硅粉氧化法制备二氧化硅溶胶及其应用特性研究[D];山东科技大学;2010年
4 谭淑媛;几种稀土发光材料的合成及发光性质的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 孙刚正;羧甲基油酰壳聚糖的制备、性质及其对含油废水絮凝机理的研究[D];中国海洋大学;2010年
6 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
7 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
8 孙金香;氧化镁基活性炭复合材料的制备及其性能研究[D];中国海洋大学;2010年
9 吴文涛;基于凹凸棒石粘土的麦秸木质陶瓷制备与性能表征[D];合肥工业大学;2010年
10 王德广;金属粉末高致密化成形及其数值模拟研究[D];合肥工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗均;柚皮纤维素的制备、琥珀酸酐改性及其对重金属离子的吸附性能研究[D];华中农业大学;2010年
2 张旭;纳米CeO_2-TiO_2复合介孔材料的制备及性能[D];河北大学;2009年
3 李艳冰;二元稀土氟化物的控制合成及光学性能研究[D];安徽工程大学;2010年
4 齐天骄;铟锡氧化物纳米微粒表面修饰研究及其悬浮液的制备[D];中国工程物理研究院;2010年
5 庞宇;纳米TiO_2的表面改性及其对聚氨酯涂层耐蚀性能的影响[D];南昌航空大学;2010年
6 梁静;钛合金精密腐蚀加工工艺及机理研究[D];南昌航空大学;2010年
7 伍修锟;呼吸性煤尘物理化学特性的研究及应用[D];山东科技大学;2010年
8 王青尧;锑基纳米材料的水热法制备及表征[D];山东科技大学;2010年
9 田维亮;线切割废砂浆制备白炭黑及改性研究[D];山东科技大学;2010年
10 尹永琦;多端耦合量子点体系量子输运特性的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 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
2 陈天虎;凹凸棒石吸附性能应用的制约因素[J];安徽地质;1999年03期
3 林玉龙,魏雨,贾振斌;纳米二氧化钛的液相合成[J];微纳电子技术;2003年03期
4 孟宪权,王君,何磊,范湘军;TiO_2薄膜的制备及结构研究[J];半导体学报;1999年05期
5 李浩然,冯雅丽,欧阳藩,卢寿慈;深海锰结核作生物固定化载体处理染料废水[J];北京科技大学学报;2002年01期
6 杨水金;钨化合物、TiO_2对活性绿染料废水的光催化降解[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);1997年01期
7 于向阳,程继健,杜永娟;稀土元素掺杂对TiO_2相组成和光催化性能的影响[J];玻璃与搪瓷;2000年02期
8 于向阳,程继健,杜永娟;TiO_2光催化薄膜的制备法[J];玻璃与搪瓷;2001年01期
9 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
10 蔡乃才,简翠英,董庆华;TiO_2光催化剂表面载铂方法的研究[J];催化学报;1989年02期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 杨祝红;二氧化钛晶须的制备及光催化处理废水研究[D];南京工业大学;2003年
2 任达森;溶胶—凝胶法制备纳米二氧化钛薄膜及其光致特性研究[D];复旦大学;2004年
3 张红漫;悬浮体系中污染物的直接测定及光催化反应[D];南京工业大学;2005年
4 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
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 周作明;水体中三唑磷(Triazophos)的光化学降解性能研究[D];湖南农业大学;2002年
2 史月萍;二氧化钛纤维的改性及其光催化活性[D];南京工业大学;2003年
3 陈国钧;二氧化钛光催化反应器的研究[D];南京工业大学;2004年
4 谭益民;纳米二氧化钛光催化降解活性染料的研究[D];北京化工大学;2005年
5 洪颖;环境水体中痕量总磷的光催化氧化——分光光度测定方法研究[D];南京工业大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴少林;谢四才;杨莉;戴玉芬;钟玉凤;;几种光催化反应体系中羟基自由基表观生成率的实验研究[J];感光科学与光化学;2006年02期
2 耿春香;祁萌;张秀霞;;硝基苯废水的TiO_2光催化降解研究[J];化工技术与开发;2007年12期
3 赵丹;孙春燕;陈春城;马万红;赵进才;;新型污染物多溴联苯醚和氰尿酸的光化学降解[J];化学进展;2009年Z1期
4 吴楚龙;柳松;秦好丽;;外加“场”辅助TiO_2光催化降解有机物研究进展[J];化工进展;2006年05期
5 刘培生;周茂奇;刘安东;侯兴刚;;多孔金属负载多沟道结构TiO_2光催化膜系统[J];稀有金属材料与工程;2009年S3期
6 成泽伟;苍大强;;氧化剂强化光催化处理焦化废水研究[J];水处理技术;2009年10期
7 赵金伟,程薇;Mn~(2+)/H_2O_2光催化体系对染料甲基橙、茜素红、结晶紫的降解研究[J];光谱实验室;2003年02期
8 周琳琳;孟长功;周硼;;臭氧氧化-光催化降解水中的五氯酚[J];石油化工;2007年07期
9 杜卫平;李臻;冷文华;许宜铭;;氧化铁和羟基氧化铁光催化还原银离子[J];物理化学学报;2009年08期
10 郭海军;仇满德;宋常英;翟永清;姚玉超;;不同的制备方法对纳米TiO_2微结构及光催化性能的影响[J];河北大学学报(自然科学版);2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 万良会;许宜铭;;Fe~(3+)/WO_3光催化体系研究[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
2 许宜铭;;环境光催化的关键问题:活性物种与反应机理[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
3 陈春城;李悦;段苒;籍宏伟;马万红;赵进才;;同位素标记在光催化降解有机污染物机理研究中的应用[A];中国化学会第28届学术年会第2分会场摘要集[C];2012年
4 马万红;籍宏伟;陈春城;赵进才;;光催化在有机物选择性氧化中的应用[A];中国化学会第28届学术年会第11分会场摘要集[C];2012年
5 李小娟;王玲玲;刘明华;;超声-光催化联合技术处理水中的有机污染物[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2010年
6 王梅;张盼;李学强;董景峰;孙立成;;基于非贵金属的光诱导制氢分子催化体系的研究[A];中国化学会第27届学术年会第11分会场摘要集[C];2010年
7 马万红;张苗;王齐;陈春城;赵进才;;TiO_2光催化氧化醇过程中的氧转移机理:氧同位素研究[A];中国化学会第27届学术年会第12分会场摘要集[C];2010年
8 曹铃林;上官文峰;;储能型半导体复合光催化材料[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年
9 余江;张丹;韦力;胡梦婷;蒋永平;;微波光催化反应强化有机废水处理及资源化过程[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集(下)[C];2009年
10 郑素莲;冯丽娟;赵玉艳;李春虎;侯影飞;于英民;;双氧水/相转移剂催化氧化体系汽油脱硫的研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(上)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 李大庆 通讯员 张帆;全球能源研究高手大连“论剑”[N];科技日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 程治良;外场强化光催化与气—液反应处理污染物的过程分析[D];西南大学;2013年
2 谷向永;可见光催化的硫醚选择性氧化和自由基加成反应研究[D];苏州大学;2014年
3 曾斌;纳米碳/半导体材料的制备及光催化性能的研究[D];湖南大学;2013年
4 易志刚;SiO_2(AG)/ZnO的制备及其吸附和光催化性能研究[D];西南交通大学;2013年
5 邹永存;纳米结构的半导体金属氧化物:合成及气敏、光催化性质[D];吉林大学;2014年
6 胡美琴;杂多酸参与的可见光催化/敏化降解水体有机物[D];浙江大学;2014年
7 崔官伟;微纳结构催化剂的设计合成及其在光催化反应中的应用[D];山东师范大学;2013年
8 姜毅;新型金属钌配合物催化水氧化反应的研究[D];大连理工大学;2013年
9 何明;用于液相光催化体系的高比表面积氧化钛晶须的研制[D];南京工业大学;2005年
10 张红漫;悬浮体系中污染物的直接测定及光催化反应[D];南京工业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋明冬;铈掺杂二氧化钛纳米管的制备及光催化性能研究[D];吉林大学;2014年
2 邹译慧;PAN光催化纤维的制备及其应用性能研究[D];青岛大学;2014年
3 李燕青;三组分体系光催化有机底物氧化的研究[D];大连理工大学;2012年
4 宋涛;可见光催化下以石墨烯介孔氮化碳(mpg-C_3N_4)为光催化剂对白藜芦醇及其类似物的需氧氧化偶联反应研究[D];浙江理工大学;2014年
5 李浩;电解—光催化降解有机染料及其协同性研究[D];华南师范大学;2005年
6 王晓燕;海泡石和电气石液相原位负载TiO_2的研究[D];中国建筑材料科学研究总院;2006年
7 李磊;金属/卟啉分子纳米复合物的制备和光催化作用[D];苏州大学;2008年
8 董鹏飞;ZnO纳米棒/PVC复合材料的制备及其光催化性能研究[D];华东师范大学;2009年
9 马薇;纳米结构TiO_2/SiO_2复合材料的制备、改性及光催化性能的研究[D];河北师范大学;2007年
10 吴自清;磁性TiO_2/SiO_2/Fe_3O_4光催化剂的制备及其对溴氨酸光催化氧化研究[D];华中科技大学;2006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