收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Nafion/TiO_2杂化离子膜的制备及其对PCBs的光催化降解研究

陈良辅  
【摘要】:作为首批被《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》列入需要控制的12种持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,简称POPs)之一的多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,简称PCBs),因其理化性质稳定、难于被化学或生物降解,虽早已被全球禁用多年,但仍然可在当前的环境中发现其广泛的残存。由于PCBs具有极强的亲脂疏水性,且易通过食物链的富积作用而具有潜在的毒性和致癌性,从而严重地威胁着生态环境和人类健康。 大量的研究表明,通过TiO_2作为光催化剂来降解治理PCBs污染的效果明显且节能易行,是当前此领域的热点研究方向之一。而采用Nafion与TiO_2复合制备Nafion/TiO2杂化薄膜,不仅可作为固载TiO_2避免其流失及提高其重复利用率的有效手段,而且还可以一定程度上增加了Nafion薄膜酸性中心的暴露,从而增强了其催化能力。 本文以全氟磺酸树脂Nafion作为载体和改性剂,研究了TiO_2的固载化技术以及Nafion/TiO2杂化薄膜对PCBs的光催化降解性能。分别利用溶胶重铸法、粉末重铸法以及原位溶胀水解沉积法制备了不同TiO_2溶胶和粉末含量的Nafion/TiO2杂化薄膜;综合XRD、SEM、FT-IR、TG-DTA、XPS、UV/vis等测试手段表征了杂化薄膜的微观结构与光催化性能;通过GC-MS分别对Nafion/TiO2杂化薄膜对2,4,5-PCB溶液与Aroclor1254溶液的光催化降解作了研究;此外,还对无纺布基Nafion/TiO2光催化滤布的制备及其应用做了初步的探索。主要研究成果如下: (一)在Nafion薄膜中通过原位溶胶-凝胶法制备了Nafion/TiO2杂化薄膜。以水为主要溶剂的反应配方体系[Ti(OC4H9)4:H2O:C2H5OH:HNO3(质量比)=8:100:4:0.8],在室温下合成出平均粒径约为47.5nm并且具有锐钛矿晶型的TiO_2纳米晶溶胶,并且通过TiO_2溶胶在Nafion薄膜中原位溶胀沉积等方法合成了Nafion/TiO2杂化薄膜。 (二)Nafion/TiO2杂化薄膜具有聚四氟乙烯骨架结构,并且TiO_2的晶型得到了较好地保持,杂化薄膜的热稳定性也有所提升,但随着TiO_2含量的增加会降低Nafion/TiO2杂化薄膜的韧性,研究结果证实,复合薄膜中产生了新的化学键:Ti-O-S,TiO_2晶粒与全氟磺酸树脂间存在牢固的化学键结合。 (三)所制得的Nafion/TiO2杂化薄膜对PCBs具有较好的光催化降解能力,对浓度为640μg/L的2,4,5-PCB溶液和1000μg/L的Aroclor1254溶液的光催化降解率最高可达97.3%和98%。在浓度为6.4mg/L的2,4,5-PCB溶液的光催化降解过程中同时存在着异构反应和脱氯反应,揭示出了PCBs类物质的光催化一般规律。 (四)通过浸渍提拉镀膜法制备的无纺布基Nafion/TiO2光催化滤布,经强紫外光长时间辐照老化实验后,依然具有较好的强度以及韧性,理论上可应用于环境污水治理、工业废水回用以及有机无土栽培等过程中过滤、吸附和降解水体中的有毒有害物质。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李森,陈家军,孟占利;多氯联苯处理处置方法国内外研究进展[J];中国环保产业;2004年02期
2 黄业茹,施钧慧,唐莉;GC/MS分析环境样品中的多氯联苯(PCBs)[J];质谱学报;2000年Z1期
3 聂湘平;多氯联苯的环境毒理研究动态[J];生态科学;2003年02期
4 李春雷,麦碧娴,郝永梅,王新明,盛国英,傅家谟;深圳市空气中多氯联苯污染的初步研究[J];环境科学研究;2004年05期
5 殷培杰,李培军;土壤和沉积物中多氯联苯污染的生物修复机理研究进展[J];环境污染治理技术与设备;2005年01期
6 方展强;翡翠贻贝对多氯联苯吸收不同途径的比较研究[J];热带海洋学报;2003年05期
7 刘劲松,谭香萍,庞晓露,高亮,钟光剑,许行义;同位素稀释-HRGC-LRMS法测定环境样品中二噁英类多氯联苯[J];分析测试学报;2004年S1期
8 张凤君,郑文彪,方展强,伍育源,聂湘平,蓝崇钰;PCBs对斑马鱼鳃及肝脏细胞超微结构的影响的初步研究[J];华南师范大学学报(自然科学版);2001年04期
9 王炳华,李新纪;多氯联苯(PCB’s)——一类危险的环境污染物[J];环境科学动态;1994年04期
10 金军,张岱辉,蒋可;多氯联苯毒性、分析方法和治理技术的新进展[J];上海环境科学;1996年07期
11 丁卯;变压器中PCBs问题[J];环境科学;1987年02期
12 杜欣莉;多氯联苯对生态环境的破坏[J];节能与环保;2003年06期
13 张亨;多氯联苯性质、危害及降解方法[J];中国氯碱;2001年06期
14 施周,何小路;表面活性剂洗脱污染土壤中多氯联苯(PCBs)的研究与应用[J];生态环境;2004年04期
15 贾晓平;产卵(排精)期间紫贻贝(Mytilus edulis)软组织中多氯联苯(PCBs)的净化[J];海洋环境科学;1989年02期
16 李春雷,麦碧娴,郝永梅,盛国英,傅家谟;珠江三角洲空气中多氯联苯污染的区域背景研究[J];中国环境科学;2004年04期
17 陈满荣,俞立中,许世远,封克,韩晓非;长江口潮滩沉积物中PCBs及其空间分布[J];海洋环境科学;2003年02期
18 储少岗,杨春,徐晓白,刘晓星;典型污染地区底泥和土壤中残留多氯联苯(PCBs)的情况调查[J];中国环境科学;1995年03期
19 金军,张岱辉,陈宇东,温美娟 ,蒋可;焚烧炉及周围环境样品中多氯联苯的监测分析[J];上海环境科学;1997年02期
20 何闪英;陈昆柏;;Aroclor 1248对大弹涂鱼的毒性与氧化胁迫[J];水生生物学报;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 丁尚武;吴振;贾颉仑;;利用固态核磁共振光谱和微影像研究Nafion的结构和动态复杂性[A];第十六届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2010年
2 刘伯基;沙宪政;;植入式葡萄糖传感器膜材料组织相容性研究——壳聚糖与Nafion植入的比较[A];中国生物医学工程学会成立30周年纪念大会暨2010中国生物医学工程学会学术大会报告论文[C];2010年
3 吴嘉嘉;郑明辉;高丽荣;付强;;中国大气背景监测点PCBs含量与分布研究[A];2008年全国有机质谱学术会议论文集[C];2008年
4 李文龙;齐虹;马万里;刘丽艳;张志;张凤;李一凡;;中国多介质环境中PCBs的分布规律[A];持久性有机污染物论坛2011暨第六届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2011年
5 傅珊;张永飞;李铮;;太原市多种环境介质间PCBs污染现状研究[A];中国化学会第28届学术年会第2分会场摘要集[C];2012年
6 韩艳华;张飞跃;张少龙;李景林;范闽光;李斌;;水热法制备纳米Cu-Mn-O及其光催化性能[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年
7 唐峰;杨旭东;;光催化降解VOCs特性的一种新预测模型[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会学术文集[C];2010年
8 朱向东;仓龙;王玉军;周东美;;TiO_2光催化降解水相中PCB3的机理探讨[A];持久性有机污染物论坛2011暨第六届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2011年
9 赵文宽;方佑龄;;太阳能纳米TiO_2光催化降解水面石油的研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2001年
10 陈东初;郑家燊;傅朝阳;李文芳;;Nafion膜修饰Ag/AgCl固态参比电极的研究[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈良辅;Nafion/TiO_2杂化离子膜的制备及其对PCBs的光催化降解研究[D];浙江大学;2012年
2 潘曹峰;硅和Nafion纳米线的制备及其在纳米能源中的应用[D];清华大学;2010年
3 朱明芳;神经递质分子电化学测定的新方法研究[D];华南理工大学;2012年
4 艾智慧;微波/超声辅助光催化降解氯酚的研究[D];华中科技大学;2004年
5 张雯;Pt/TiO_2光催化降解苯的磁场效应[D];福州大学;2004年
6 李扬洲;负载型催化剂在钯催化反应和潜手性酮不对称还原反应中的应用[D];复旦大学;2005年
7 丁正新;微波辐射对TiO_2制备及光催化过程的影响[D];福州大学;2005年
8 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
9 许宏宇;典型手性多氯联苯(PCBs)分析方法及其在环境介质中的分布和对映体特征[D];山东大学;2011年
10 罗永松;多缺陷/超短碳纳米管及负载催化剂的制备与特性研究[D];华中师范大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王林平;羧基化多壁碳纳米管/Nafion修饰电极电化学法测定咖啡因[D];内蒙古大学;2010年
2 何青松;IPMC改性及其驱动微泵的设计[D];南京航空航天大学;2010年
3 廖玉红;基于Nafion为基体的复合膜构建的电化学免疫传感器和电致化学发光适体传感器的研究[D];西南大学;2012年
4 马伟光;基于镍纳米粒子/氧化锌/Nafion修饰玻碳电极无酶葡萄糖传感器的研究[D];齐齐哈尔大学;2011年
5 宋小娟;燃料电池用新型Nafion复合质子交换膜研究[D];北京化工大学;2011年
6 孟祥杰;纳米TiO_2表面化学修饰及其Nafion~(?)复合膜的制备与性能研究[D];北京化工大学;2010年
7 古蕊;Nafion/沸石复合质子交换膜的制备与表征[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 姜春环;用于环境激素快速检测的新型纳米生物传感器[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 任慧玲;基于羧基化MWNTs/Nafion/SiC修饰电极测定多巴胺的初探[D];齐齐哈尔大学;2012年
10 王娟;以Nafion膜为基体的聚合物人工肌肉的制备及性能研究[D];天津大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 中国WTO-TBT/SPS中心供稿;美国重新评定多氯化联(二)苯(PCBs)的使用授权[N];中国国门时报;2010年
2 胡永峰;首家二((口恶))英和PCBs检测实验室获认证[N];中国化工报;2004年
3 沈阳市工业固体废物处置中心总工程师 刘振山;警惕多氯联苯给人体带来的危害[N];中国环境报;2004年
4 ;可见光光催化降解污染物获突破[N];中国高新技术产业导报;2004年
5 李宏乾;可见光同样能实现光催化降解反应[N];中国环境报;2006年
6 本报记者 李宏乾;用光催化技术攻克污染难题[N];中国化工报;2006年
7 石岩;用独特方法解决纳米粉体形成问题[N];科技日报;2006年
8 王秀兰;首个POPs环境安全“973”项目启动[N];中国化工报;2004年
9 北京大学环境学院履约对策研究所;积极开展履约活动 消除POPs对人类健康的威胁[N];中国环境报;2003年
10 张田勘;请止住流向海洋的污染![N];中国绿色时报;2004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
  • 010-62982499
  • 010-62783978