负载型光催化剂的制备及在污水深度处理中的应用
负载型光催化剂的制备及在污水深度处理中的应用【摘要】:本试验以钛酸四异丙酯为原料自制TiO_2溶胶-凝胶(Sol-Gel)溶液,考察溶液的存储稳定性,并进行TG—DTA分析。采用浸
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:X703
【目录】:
- 第一章 绪论10-22
- 1.1 背景10-11
- 1.2 TiO_2薄膜的负载方法11-15
- 1.2.1 化学气相沉积法(CVD)11-12
- 1.2.2 溶胶—凝胶法(Sol—Gel)12-13
- 1.2.3 液相沉积法(LPD)13
- 1.2.4 物理气相沉积法(PVD)13-14
- 1.2.5 电化学制备法14-15
- 1.3 负载型TiO_2薄膜的表征分析15-16
- 1.3.1 催化剂的物理结构15
- 1.3.2 催化剂的化学结构15
- 1.3.3 催化剂的表征方法15-16
- 1.4 光催化氧化技术在污水处理中的应用16-18
- 1.4.1 染料废水16
- 1.4.2 农药废水16-17
- 1.4.3 医药废水17
- 1.4.4 油污废水17
- 1.4.5 氯化物17-18
- 1.4.6 表面活性剂18
- 1.5 污水的深度处理18-21
- 1.5.1 污水资源化18-19
- 1.5.2 常用的污水深度处理方法19-20
- 1.5.2.1 传统处理方法19
- 1.5.2.2 尘物过滤19
- 1.5.2.3 活性炭吸附19-20
- 1.5.2.4 臭氧氧化20
- 1.5.2.5 膜分离技术20
- 1.5.3 TiO_2光催化氧化在水深度处理中的应用20-21
- 1.6 本课题研究的目的和内容21-22
- 1.6.1 研究目的21
- 1.6.2 研究内容21-22
- 1.6.2.1 TiO_2薄膜光催化剂的制备21
- 1.6.2.2 TiO_2薄膜催化剂的表征分析21
- 1.6.2.3 光催化降解试验21-22
- 第二章 试验部分22-34
- 2.1 试验材料与设备22-23
- 2.1.1 试验药品22
- 2.1.2 试验仪器与设备22-23
- 2.2 试验装置23-27
- 2.2.1 催化剂制备装置23-24
- 2.2.2 间歇式光催化反应装置24-25
- 2.2.3 石英砂过滤装置25-26
- 2.2.4 连续式光催化反应装置26-27
- 2.3 试验方法27-28
- 2.3.1 TiO_2溶胶—凝胶溶液的制备27
- 2.3.2 玻璃载体的清洗27
- 2.3.3 TiO_2薄膜光催化剂的制备27-28
- 2.3.3.1 A系列催化剂的制备27-28
- 2.3.3.2 B系列催化剂的制备28
- 2.3.4 负载型TiO_2薄膜光催化降解酸性橙的试验研究28
- 2.3.5 光催化降解实际废水的试验研究28
- 2.3.5.1 间歇式光催化反应28
- 2.3.5.2 连续式光催化反应28
- 2.4 分析方法28-34
- 2.4.1 TiO_溶胶—凝胶(Sol-Gel)的稳定性测试28-29
- 2.4.2 TiO_2干凝胶的TG—DTA分析29
- 2.4.3 TiO_2薄膜SEM分析29
- 2.4.4 TiO_2薄膜的AFM分析29
- 2.4.5 TiO_2薄膜的XRD分析29
- 2.4.6 TiO_2薄膜负载量的测定29-32
- 2.4.6.1 TiO_2浓度与吸光度关系标准曲线的测定30
- 2.4.6.2 负载型TiO_2薄膜光催化剂负载量的测试30-31
- 2.4.6.3 TiO_2与浓硫酸反应时间的确定31-32
- 2.4.7 酸性橙溶液浓度的测定32
- 2.4.8 水样的GC-MS分析32-33
- 2.4.1 水样的预处理32
- 2.4.2 GC-MS仪分析条件32-33
- 2.4.9 其他测试项目33-34
- 第三章 薄膜催化剂的表征分析34-56
- 3.1 TiO_2溶胶-凝胶的稳定性34
- 3.2 TiO_2干凝胶的热重—差热过程34-35
- 3.3 负载型TiO_2薄膜的光催化性能评价35-46
- 3.3.1 A系列催化剂的光催化性能35-41
- 3.3.2 B系列催化剂的光催化性能评价41-46
- 3.4 A系列薄膜催化剂负载量的测定46-47
- 3.5 A系列催化剂的SEM分析47-48
- 3.6 A系列催化剂的AFM分析48-53
- 3.7 TiO_2薄膜的晶相分析53-54
- 3.8 小结54-56
- 第四章 TiO_2薄膜光催化剂降解酸性橙溶液的研究56-68
- 4.1 酸性橙不同初始浓度的影响56-59
- 4.2 溶解氧含量的影响59-62
- 4.3 紫外灯强度的影响62-64
- 4.4 初始pH值的影响64-65
- 4.5 光解反应与光催化降解反应的比较65-66
- 4.6 小结66-68
- 第五章 光催化在深度处理工艺中的应用68-76
- 5.1 预处理68-69
- 5.1.1 石英砂滤柱的装填68
- 5.1.2 过滤速率的确定68-69
- 5.2 间歇式光催化氧化试验69-70
- 5.2.1 光催化降解与光解反应的比较69
- 5.2.2 溶解氧含量对光催化降解效果的影响69-70
- 5.3 连续式光催化反应试验70-73
- 5.3.1 污水回用处理目标72
- 5.3.2 停留时间对处理效果的影响72-73
- 5.3.3 曝气量对光催化效果的影响73
- 5.4 连续式光催化反应最终出水水质测定73-74
- 5.5 小结74-76
- 第六章 光催化氧化降解污水有机物性能研究76-81
- 6.1 水样的预处理76
- 6.2 光催化氧化降解污水有机物试验研究76-80
- 6.2.1 优先污染物76-77
- 6.2.2 GC-MS测试结果分析77-80
- 6.3 小结80-81
- 第七章 结论和建议81-83
- 7.1 结论81-82
- 7.2 建议82-83
- 参考文献83-89
- 附录1 污水处理厂生物处理单元出水GC-MS谱图89-90
- 附录2 光催化氧化处理出水GC-MS谱图90-91
- 附录391-92
- 附录4 污水处理厂生物处理单元出水GC-MS分析报告92-93
- 附录5 光催化氧化处理出水GC-MS分析报告93-94
- 致谢94-95
- 作者简介及在攻读学位期间发表的学术论文、科研工作95
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