环境工程专业毕业论文环境工程专业毕业论文 精品论文精品论文 TiOTiO光催化剂的制备及光光催化剂的制备及光催化降解水体甲醛的研究催化降解水体甲醛的研究关键词：二氧化钛关键词：二氧化钛 光催化剂光催化剂 溶胶溶胶- -凝胶法凝胶法 降解反应降解反应 甲醛甲醛 废水处理废水处理摘要：光催化技术作为一种高级氧化处理技术，由于具有制备条件温和、活性 高、安全无毒害作用、化学性质稳定、难溶于酸和碱、成本较低等优点，拥有 良好的应用前景，成为人们研究的热点，并在水污染治理和污染修复方面进行 了大量的研究。在大于其禁带宽度的光照射下，TiO2 能够发生电子和空穴的分 离，光生空穴的强氧化能力使其可以氧化大部分有机物，并能将一些有毒的物 质转化为无毒形式，所以在环境治理领域有重要的意义。当前，人们利用纳米 TiO2 光催化降解有机污染物，特别是有机废水的研究日益增多。甲醛是公认的 强毒性物质。对人和温血动物的毒性很强，有致畸、致癌的毒害作用。排放水 体的甲醛是危害较大的环境污染物，主要来源于工业废水。 本研究以甲醛作 为目标污染物，利用溶胶-凝胶法制备纳米 TiO2 光催化剂和掺杂金属离子的纳 米 TiO2 光催化剂进行光催化氧化还原反应来降解水中甲醛作为研究的主要内容， 并通过 X 射线衍射(XRD)分析手段对催化剂进行了表征，通过自行设计的光催化 反应器，详细探讨了影响 TiO2 光催化剂降解甲醛的多种因素和可能的内在原因， 为优化 TiO2 光催化剂和深入的光催化机理研究提供了有意义的信息，为 TiO2 光催化的进一步应用打下了一定的基础，具体研究内容和结果如下： (1)分 别以乙酰丙酮和冰乙酸作为抑制剂，利用溶胶-凝胶法制备非掺杂 TiO2 光催化 剂及掺杂金属离子的 TiO2 光催化剂，实验结果表明，乙酰丙酮作为抑制剂，焙 烧温度控制在 600，得到的纳米 TiO2 光催化剂最好，根据 X 射线衍射分析结 果，TiO2 光催化剂主要成分为金红石晶型，并有少量的锐钛矿晶型。 (2)利 用 TiO2 光催化剂进行对模拟含甲醛污水光催化降解甲醛研究。对影响 TiO2 光 催化效率的因素：反应液 pH、甲醛初始浓度、催化剂颗粒粒径及通气、搅拌、 催化剂晶型、催化剂粒径等进行了考察。在 380nm 紫外光光照射下进行光催化 反应，发现，在 pH=7，甲醛初始浓度为 20mg/L，催化剂粒径为 180 目，通气并 搅拌，TiO2 锐钛矿与金红石品型比为 1：1，5g/L 的 TiO2 催化剂投加量为条件 下进行光催化反应，最佳降解甲醛的效果为降解率 96.72。同时，TiO2 催化 剂有较好的回收利用性能。 (3)利用掺杂有 Cu2+、Ni2+、Pb2+、2r12+、Fe3+的 TiO2 光催化剂对模拟含甲醛污水光催化降 解甲醛研究，实验结果表明，Pb2+离子掺杂对 TiO2 光催化降解甲醛有明显的促 进作用，掺 Pb2+离子物质的量分数为 0.5时，TiO2 光催化活性最佳，同时， 向反应体系添加低浓度 Fe2+(1.5mg/L)，有助于光催化氧化和还原反应的同时 进行，提高光催化活性，对甲醛的降解率可提高至 99,23。 (4)对 TiO2 光 催化降解甲醛的机理进行初步的探讨和分析，根据反应过程与结果，推测甲醛 降解的可能反应过程。 以上结果使设计和构建高活性的催化剂成为可能，为 寻求可实用化的降解甲醛的光催化剂提供了一定的理论基础及技术参考。正文内容正文内容光催化技术作为一种高级氧化处理技术，由于具有制备条件温和、活性高、 安全无毒害作用、化学性质稳定、难溶于酸和碱、成本较低等优点，拥有良好 的应用前景，成为人们研究的热点，并在水污染治理和污染修复方面进行了大 量的研究。在大于其禁带宽度的光照射下，TiO2 能够发生电子和空穴的分离， 光生空穴的强氧化能力使其可以氧化大部分有机物，并能将一些有毒的物质转 化为无毒形式，所以在环境治理领域有重要的意义。当前，人们利用纳米 TiO2 光催化降解有机污染物，特别是有机废水的研究日益增多。甲醛是公认的强毒 性物质。对人和温血动物的毒性很强，有致畸、致癌的毒害作用。排放水体的 甲醛是危害较大的环境污染物，主要来源于工业废水。 本研究以甲醛作为目 标污染物，利用溶胶-凝胶法制备纳米 TiO2 光催化剂和掺杂金属离子的纳米 TiO2 光催化剂进行光催化氧化还原反应来降解水中甲醛作为研究的主要内容， 并通过 X 射线衍射(XRD)分析手段对催化剂进行了表征，通过自行设计的光催化 反应器，详细探讨了影响 TiO2 光催化剂降解甲醛的多种因素和可能的内在原因， 为优化 TiO2 光催化剂和深入的光催化机理研究提供了有意义的信息，为 TiO2 光催化的进一步应用打下了一定的基础，具体研究内容和结果如下： (1)分 别以乙酰丙酮和冰乙酸作为抑制剂，利用溶胶-凝胶法制备非掺杂 TiO2 光催化 剂及掺杂金属离子的 TiO2 光催化剂，实验结果表明，乙酰丙酮作为抑制剂，焙 烧温度控制在 600，得到的纳米 TiO2 光催化剂最好，根据 X 射线衍射分析结 果，TiO2 光催化剂主要成分为金红石晶型，并有少量的锐钛矿晶型。 (2)利 用 TiO2 光催化剂进行对模拟含甲醛污水光催化降解甲醛研究。对影响 TiO2 光 催化效率的因素：反应液 pH、甲醛初始浓度、催化剂颗粒粒径及通气、搅拌、 催化剂晶型、催化剂粒径等进行了考察。在 380nm 紫外光光照射下进行光催化 反应，发现，在 pH=7，甲醛初始浓度为 20mg/L，催化剂粒径为 180 目，通气并 搅拌，TiO2 锐钛矿与金红石品型比为 1：1，5g/L 的 TiO2 催化剂投加量为条件 下进行光催化反应，最佳降解甲醛的效果为降解率 96.72。同时，TiO2 催化 剂有较好的回收利用性能。 (3)利用掺杂有 Cu2+、Ni2+、Pb2+、2r12+、Fe3+的 TiO2 光催化剂对模拟含甲醛污水光催化降 解甲醛研究，实验结果表明，Pb2+离子掺杂对 TiO2 光催化降解甲醛有明显的促 进作用，掺 Pb2+离子物质的量分数为 0.5时，TiO2 光催化活性最佳，同时， 向反应体系添加低浓度 Fe2+(1.5mg/L)，有助于光催化氧化和还原反应的同时 进行，提高光催化活性，对甲醛的降解率可提高至 99,23。 (4)对 TiO2 光 催化降解甲醛的机理进行初步的探讨和分析，根据反应过程与结果，推测甲醛 降解的可能反应过程。 以上结果使设计和构建高活性的催化剂成为可能，为 寻求可实用化的降解甲醛的光催化剂提供了一定的理论基础及技术参考。 光催化技术作为一种高级氧化处理技术，由于具有制备条件温和、活性高、安 全无毒害作用、化学性质稳定、难溶于酸和碱、成本较低等优点，拥有良好的 应用前景，成为人们研究的热点，并在水污染治理和污染修复方面进行了大量 的研究。在大于其禁带宽度的光照射下，TiO2 能够发生电子和空穴的分离，光 生空穴的强氧化能力使其可以氧化大部分有机物，并能将一些有毒的物质转化 为无毒形式，所以在环境治理领域有重要的意义。当前，人们利用纳米 TiO2 光 催化降解有机污染物，特别是有机废水的研究日益增多。甲醛是公认的强毒性 物质。对人和温血动物的毒性很强，有致畸、致癌的毒害作用。排放水体的甲醛是危害较大的环境污染物，主要来源于工业废水。 本研究以甲醛作为目标 污染物，利用溶胶-凝胶法制备纳米 TiO2 光催化剂和掺杂金属离子的纳米 TiO2 光催化剂进行光催化氧化还原反应来降解水中甲醛作为研究的主要内容，并通 过 X 射线衍射(XRD)分析手段对催化剂进行了表征，通过自行设计的光催化反应 器，详细探讨了影响 TiO2 光催化剂降解甲醛的多种因素和可能的内在原因，为 优化 TiO2 光催化剂和深入的光催化机理研究提供了有意义的信息，为 TiO2 光 催化的进一步应用打下了一定的基础，具体研究内容和结果如下： (1)分别 以乙酰丙酮和冰乙酸作为抑制剂，利用溶胶-凝胶法制备非掺杂 TiO2 光催化剂 及掺杂金属离子的 TiO2 光催化剂，实验结果表明，乙酰丙酮作为抑制剂，焙烧 温度控制在 600，得到的纳米 TiO2 光催化剂最好，根据 X 射线衍射分析结果， TiO2 光催化剂主要成分为金红石晶型，并有少量的锐钛矿晶型。 (2)利用 TiO2 光催化剂进行对模拟含甲醛污水光催化降解甲醛研究。对影响 TiO2 光催 化效率的因素：反应液 pH、甲醛初始浓度、催化剂颗粒粒径及通气、搅拌、催 化剂晶型、催化剂粒径等进行了考察。在 380nm 紫外光光照射下进行光催化反 应，发现，在 pH=7，甲醛初始浓度为 20mg/L，催化剂粒径为 180 目，通气并搅 拌，TiO2 锐钛矿与金红石品型比为 1：1，5g/L 的 TiO2 催化剂投加量为条件下 进行光催化反应，最佳降解甲醛的效果为降解率 96.72。同时，TiO2 催化剂 有较好的回收利用性能。 (3)利用掺杂有 Cu2+、Ni2+、Pb2+、2r12+、Fe3+ 的 TiO2 光催化剂对模拟含甲醛污水光催化降解甲醛研究，实验结果表明，Pb2+ 离子掺杂对 TiO2 光催化降解甲醛有明显的促进作用，掺 Pb2+离子物质的量分 数为 0.5时，TiO2 光催化活性最佳，同时，向反应体系添加低浓度 Fe2+(1.5mg/L)，有助于光催化氧化和还原反应的同时进行，提高光催化活性， 对甲醛的降解率可提高至 99,23。 (4)对 TiO2 光催化降解甲醛的机理进行 初步的探讨和分析，根据反应过程与结果，推测甲醛降解的可能反应过程。 以上结果使设计和构建高活性的催化剂成为可能，为寻求可实用化的降解甲醛 的光催化剂提供了一定的理论基础及技术参考。 光催化技术作为一种高级氧化处理技术，由于具有制备条件温和、活性高、安 全无毒害作用、化学性质稳定、难溶于酸和碱、成本较低等优点，拥有良好的 应用前景，成为人们研究的热点，并在水污染治理和污染修复方面进行了大量 的研究。在大于其禁带宽度的光照射下，TiO2 能够发生电子和空穴的分离，光 生空穴的强氧化能力使其可以氧化大部分有机物，并能将一些有毒的物质转化 为无毒形式，所以在环境治理领域有重要的意义。当前，人们利用纳米 TiO2 光 催化降解有机污染物，特别是有机废水的研究日益增多。甲醛是公认的强毒性 物质。对人和温血动物的毒性很强，有致畸、致癌的毒害作用。排放水体的甲 醛是危害较大的环境污染物，主要来源于工业废水。 本研究以甲醛作为目标 污染物，利用溶胶-凝胶法制备纳米 TiO2 光催化剂和掺杂金属离子的纳米 TiO2 光催化剂进行光催化氧化还原反应来降解水中甲醛作为研究的主要内容，并通 过 X 射线衍射(XRD)分析手段对催化剂进行了表征，通过自行设计的光催化反应 器，详细探讨了影响 TiO2 光催化剂降解甲醛的多种因素和可能的内在原因，为 优化 TiO2 光催化剂和深入的光催化机理研究提供了有意义的信息，为 TiO2 光 催化的进一步应用打下了一定的基础，具体研究内容和结果如下： (1)分别 以乙酰丙酮和冰乙酸作为抑制剂，利用溶胶-凝胶法制备非掺杂 TiO2 光催化剂 及掺杂金属离子的 TiO2 光催化剂，实验结果表明，乙酰丙酮作为抑制剂，焙烧 温度控制在 600，得到的纳米 TiO2 光催化剂最好，根据 X 射线衍射分析结果，TiO2 光催化剂主要成分为金红石晶型，并有少量的锐钛矿晶型。 (2)利用 TiO2 光催化剂进行对模拟含甲醛污水光催化降解甲醛研究。对影响 TiO2 光催 化效率的因素：反应液 pH、甲醛初始浓度、催化剂颗粒粒径及通气、搅拌、催 化剂晶型、催化剂粒径等进行了考察。在 380nm 紫外光光照射下进行光催化反 应，发现，在 pH=7，甲醛初始浓度为 20mg/L，催化剂粒径为 180 目，通气