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《暨南大学》 2006年
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纳米Ag-TiO_2光催化技术处理饮用水的研究

彭延治  
【摘要】:纳米半导体光催化技术作为一种新型的高级氧化技术是近年研究的热点,在水处理、环保和和医药卫生等领域具有重要应用前景。本文采用凝胶—溶胶法和浸渍-提拉法制备了负载Ag的TiO_2膜,借助XRD,DRS,SEM和AFM等测试手段对制备的纳米Ag-TiO_2膜进行了表征。通过比较Ag的担载量、不同光源等反应条件对消除饮用水细菌生长因子(总有机碳TOC、亚硝酸氮NO_2-N和总磷T-P)及杀灭细菌(细菌总数和大肠菌群)的影响,探讨了消除细菌生长因子和杀灭细菌的机理。 研究结果如下:1,凝胶-溶胶法和浸渍-提拉法是一种很好的制备Ag-TiO_2膜光催化剂的方法,制备时必须注意控制实验条件。通过XRD和DRS等的表征结果表明:Ag-TiO_2膜中的TiO_2主要以锐钛型矿存在,大小为十纳米左右,吸收峰发生红移现象,在紫外光区和可见光区的吸收明显增强。 2,通过纳米Ag-TiO_2膜光催化剂消除水体中的细菌生长因子研究发现:Ag-TiO_2膜比TiO_2膜具有更高的催化活性,且在太阳光的照射下具有较高的光催化活性,还具有可持续使用的特点。当Ag的担载量为0.5%(W/W)和空气通入量0.5 L·min~(-1)时对消除水体中的TOC和NO_2-N有利,反应1小时,消除率达到90%以上。研究还发现其它反应条件对Ag-TiO_2膜光催化消除T-P的影响不大,这可能是因为对T-P的消除主要是由吸附作用产生的。 3,纳米Ag-TiO_2光催化技术灭菌实验结果表明:银的担载量、度膜层数和反应温度等反应条件对灭菌效果有一定的影响。当银的担载量为0.5%(W/W)时,在自然光或是在紫外光的照射下,水体中的细菌总数和大肠菌群在反应5分钟和8分钟后,就不能检测出来,杀菌率达到100%,Ag-TiO_2膜都表现出很好的灭菌效果。当银的掺杂量小于0.5%(W/W)时,灭菌是由TiO_2的光催化反应和银的协同作用产生的;当银的掺杂量大于0.5%(W/W)时,灭菌主要是由银的杀菌作用引起的。 4,采用Ag-TiO_2膜光催化处理技术,水体中的TOC及NO_2-N的含量90%以上被消除、T-P等物质也部分被消除,使水体中的营养源含量低,抑制细菌在水体中的增长,在饮用水供水给水系统水体中TOC、T-P和NO_2-N的含量及微生物等指标达到国家饮用水标准,保障了饮用水的安全。
【学位授予单位】:暨南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU991.2

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