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《华中师范大学》 2002年
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纳米光催化剂用于污水处理研究

陈金毅  
【摘要】: 随着工业的发展,环境污染已经成为人们面临的一个全球性的严峻挑战。在处理污染有机物的方法中,光催化氧化还原反应因其具有简单易行、经济实用、无二次污染等特点,已经引起了研究者的广泛关注。光催化降解通常使用紫外光作光源。但近年来,由于紫外光代价昂贵、且难以得到,研究者们对太阳光和可见光发生了浓厚的兴趣。为了提高光催化剂的催化性能,许多研究者已经将更多的注意力转移到纳米光催化剂的制备和提高光催化剂的催化活性上来。 在本论文中,我们研究了自制纳米Cu2O光催化剂在太阳光下对亚甲基蓝和染料工业污水的催化降解。结果表明亚甲基蓝和工业污水被有效降解。 我们还采用了掺杂Ru的方法对纳米TiO2的制备进行了研究,以提高TiO2对可见光的吸收能力。此外,阳极偏压对光生电子与空穴的复合的抑制作用已经被广泛报道。在本文中,为了提高TiO2纳米粒子的光催化效率,我们首次将SPE法移植到电助光催化处理污染有机物的研究中。实验发现,这种技术可以不用加入支持电解质,还能阻止阳极和阴极上析出的氢气发生无效反应。 本论文对光催化降解污染有机物的研究主要进行了以下三个方面的探讨: 1、以自制的纳米氧化亚铜光催化剂将可见光催化应用于污水处理,以亚甲基蓝为模型化合物,详细研究了亚甲基蓝溶液和染料污水在可见光照射下,在多相光催化分散体系中的分解。 2、研究了RuO2掺杂的纳米TiO2薄膜在电助光催化中的应用。采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜电极,并探讨了不同条件下的溶胶-凝胶法的实验过程。亚甲基蓝的降解实验显示,这种阳极材料的性能优越,而且将贵金属Ru的掺杂量从文献报道中推荐的30%减少到了本实验中的1%。采用这种自制的掺杂钌的纳米TiO2薄膜电极,建立起了电助光催化处理污水的实验体系。 3、SPE法电助光催化处理染料废水的研究。通过对SPE法电助光催化的影响因素的研究,找出合适的光催化最佳条件。通过实验可以看出,采用 dA 硕士学位论文 心叮》yAl竹TPP.”S Tk“ SPE法可以提高光催化效率。该法具有简便、经济同时避免使用电解质 造成二次污染的优点。
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