一、光催化介孔玻璃微珠载体材料的研究(论文文献综述)
朱丹丹[1](2021)在《煤气化细渣在土壤改良及水污染治理中的资源化利用研究》文中认为煤气化渣是煤化工领域排放的一类大宗固废,其年产量大、综合利用率低,大量堆放不仅占用土地,同时对环境造成危害。与此同时,我国当前所面临的土地贫瘠化和水环境污染问题较为严重,对国民经济和社会发展产生了较大的负面影响。作为煤气化渣的一种,煤气化细渣具有结构微细疏松、无定形碳含量丰富、反应活性较高和孔隙发达等特点,其在土壤改良和水污染治理等方面具有较高的研究价值和应用前景。本文深入探究了煤气化细渣的理化性质,通过选用合理的处置工艺,将其应用于土壤改良和水污染治理中,为煤气化细渣的资源化利用与生态环境的低成本治理提供了研究方法和理论依据。本文的研究内容可主要概括为以下几个方面:1.利用煤气化细渣比表面积大、孔结构丰富、含碳量高等优良的物理化学性质将其应用于改善土壤理化性质。将煤气化细渣与内蒙古沙化土壤混合进行温室培养、作物盆栽和大田实验,研究了煤气化细渣对土壤理化性质、玉米和小麦出苗率及大田玉米产量和质量的影响。结果显示20%煤气化细渣掺入量将土壤容重降低至1.05 cm3/g、p H降低为8.23、碳含量增加10.4倍、阳离子交换量增加至4.68 cmol/kg、饱和吸水量提高了52.5%且水分蒸发率显着降低。此外,煤气化细渣使盆栽实验中玉米和小麦的7天出苗率提高至100%,大田实验中两年改良组玉米生长情况优良、籽粒品质提高且产量增加了18%。2.基于煤气化细渣中非晶态硅质组分活性较高的特点将其应用于提高土壤有效硅含量。通过测试煤气化细渣在不同处理条件下有效硅的含量,对比煤气化细渣与其他几种含硅材料有效硅溶出量的差异发现:煤气化细渣中的有效硅在不同处理条件下具有较稳定的释放量,均在57.96-62.86 g/kg之间;煤气化细渣与粉煤灰、钢渣等含硅材料相比有效硅含量较高。此外,水稻盆栽实验结果表明煤气化细渣能够提高土壤中的有效硅含量,促进水稻对有效硅的吸收,5%煤气化细渣处理组水稻茎秆中总硅含量较空白对照组提升了22%。3.利用煤气化细渣优异的孔结构将其作为土壤有机肥腐植酸的缓释剂。通过吸附-解吸-再吸附实验研究了煤气化细渣对腐植酸的吸附-解吸能力。结果显示:在温度为293 K、p H=7、吸附剂加入量为2.5 g/L时煤气化细渣对腐植酸的Langmuir最大吸附量达60.67 mg/g。煤气化细渣对腐植酸的吸附符合拟二级动力学方程、颗粒内扩散模型和Langmuir吸附等温线方程。此外,煤气化细渣对腐植酸解吸率达到75%,并且具有一定的循环使用特性,是一种性能良好的腐植酸缓释剂。4.基于煤气化细渣含碳量丰富、无机组分反应活性较高的特点将其作为原料制备可吸附水中NO3ˉ污染物的碳硅复合介孔材料。利用原位酸浸法将煤气化细渣中非晶态二氧化硅微珠中的部分氧化物溶出从而留下孔道,保留煤气化细渣中具有介孔结构的残余碳组分成功制备了碳硅复合介孔材料。通过Box-Behnken试验设计方法,以比表面积最大为目标对酸浸条件进行了优化,制备出了比表面积为337.51 m2/g的样品CSMC-O。CSMC-O对水体中的NO3ˉ污染物展现出吸附特性,吸附符合Langmuir吸附等温线方程、颗粒内扩散模型和拟二级动力学方程。吸附受内扩散和吸附剂表面吸附位点影响较大。5.以煤气化细渣中酸溶后具有介孔结构且表面附着位点丰富的非晶态微珠(HSAM)作为负载基底制备可去除水中有机染料污染物Rh B的负载TiO2型吸附-光催化复合材料TiO2/HSAM。通过对不同条件下制备的样品进行表征和性能研究,优选出了最佳合成条件:TiO2:HSAM负载比例1:3、p H=2、煅烧温度500°C。此条件下制备的复合材料1:3-TiO2/HSAM-2-500对Rh B具有良好的去除率和光催化能力,在可见光照射8 h时总去除率达到88%。另外,1:3-TiO2/HSAM-2-500与以未酸溶处理的煤气化细渣非晶态微珠(SAM)为负载基底制备的复合材料1:3-TiO2/SAM-2-500以及纯TiO2相比具有更好的吸附-光催化能力。
张俊杰[2](2021)在《垃圾焚烧灰渣制备泡沫微晶玻璃工艺及其机理》文中研究表明垃圾焚烧灰渣是垃圾焚烧产生的固废,包括80-90%底灰、10-20%飞灰。固化和填埋是垃圾焚烧灰渣的主要处置方式,但存在环境风险和占用土地等问题,亟需研发其无害化处置及资源化利用。泡沫微晶玻璃具有强度高、密度低、阻燃和吸声等特性,是优质绿色建材。垃圾焚烧灰渣富含Ca、Al和Si等玻璃体骨架结构成分,可协同处置重金属危废制备泡沫微晶玻璃。基于该原理,本文以垃圾焚烧灰渣协同处置含重金属的不锈钢酸洗污泥、含硅铝的粉煤灰、可发泡的二次铝灰渣或碳酸钙,采用粉末烧结法以及碱激发-烧结法制备泡沫微晶玻璃,重点研究了碱度对气体的区域扩散作用机制,提出了底灰协同二次铝灰渣全固废制备泡沫微晶玻璃的新思路,并阐明了其高温原位发泡机理,开发了适于高掺量飞灰的碱激发成形工艺,阐明了碱激发成形气-固两相平衡机理以及析晶强化机制,主要结论如下:(1)揭示了碱度对气体的区域扩散作用机制。发现了过量高配位数的Na+和Ca2+位于玻璃结构网络空隙中,会夺取桥氧,促使[SiO4]四面体中Q3Si的含量逐渐降低,减少Si-O-Si的数量,破坏玻璃网络的完整度,使区域液相粘度过低,气泡膨胀的阻力下降,气泡融合,从而产生连通孔或无孔区;采用碱度调控,量化了化学组成对泡沫微晶玻璃的孔结构和性能的影响规律,碱度为0.91时对应非桥氧键与总氧之比(NBO/T)为1.529,其玻璃结构聚合度利于均匀气孔形成,提升了泡沫微晶玻璃综合性能。(2)选用二次铝灰渣为工业固废发泡剂,实现了底灰协同二次铝灰渣全固废制备泡沫微晶玻璃,阐明了其高温原位发泡机理。当焙烧温度超过800℃,二次铝灰渣中的AlN与物料中的水和氧气作用产生NH3、NO和N2,同时在高温作用下,基础玻璃中液相生成,使气体包裹在熔体内部,形成孔隙结构。为垃圾焚烧灰渣协同处置二次铝灰渣并高值化利用提供了理论基础。(3)揭示了碱激发过程硅铝解聚再聚合机理。在碱激发成形工艺制备泡沫玻璃坯体过程中,碱激发剂(NaOH溶液)促进硅铝玻璃体解聚,形成无定型相凝胶产物。反应初期(10 min)形成凝胶单体,反应中后期(4-12 h),凝胶单体重排,形成了完整的铝硅酸盐凝胶体。(4)阐明了碱激发成形气-固两相平衡机理以及析晶强化机制。在碱激发剂作用下基础玻璃中钙元素溶出,形成了利于浆体凝结的Ca(OH)2和含Ca凝胶体,抑制了气泡过度生长;随碱激发剂掺量的增加,泡沫玻璃坯体的孔径先降低后升高,碱激发剂浓度提高使非晶相进一步解离,向水铝钙石、水化硅酸钙以及硅水化石榴石转变;析晶热处理促进钙铝黄长石析出和晶粒汇聚,提高了晶体堆积密度,增强了泡沫微晶玻璃力学性能。(5)在1120℃保温40 min,采用粉末烧结法将35 wt.%底灰,45 wt.%粉煤灰和20 wt.%不锈钢酸洗污泥制备为气孔直径为0.1-1.8 mm,孔隙率达62.88%,抗压强度为7.14 MPa的泡沫微晶玻璃;对比了钙、铝体系发泡剂对泡沫微晶玻璃综合性能的影响,碱度优化后,添加二次铝灰渣6wt.%的样品气孔均匀,孔隙率达63.02%,抗压强度达41.9 MPa;以50 wt.%底灰和50 wt%飞灰为原料利用碱激发-烧结法制备了高孔隙率多级孔泡沫微晶玻璃,样品的孔隙率高达70.22%-85.31%,抗压强度相对较高(0.72-7.86 MPa)。本研究为垃圾焚烧灰渣的无害化利用提供了新思路,也为全固废基泡沫微晶玻璃的制备奠定了基础及技术参考。
李官超[3](2021)在《可磁回收Ag-TiO2光催化剂/TiO2@芽孢杆菌处理黄药废水的研究》文中提出选矿废水中存在的黄原酸盐(黄药)严重危害矿山周围生态环境,对其处理迫在眉睫。目前国内外处理黄药废水主要有物理、化学、光催化、微生物等方法。与其它方法相比,光催化法与微生物法具有成本低、处理量大、工艺简单的优势。由于TiO2具有化学性能稳定、耐光腐蚀性好的特殊性能而常被用于光催化剂,但其对可见光利用率低及难回收一直是废水处理效果差、成本高的根本原因。因此,对TiO2改性并将其负载于易于回收的载体上有助于提高光催化性能和回收利用率。本研究通过改性负载及微生物法两种手段提高TiO2光催化性能,从而有效提高废水处理能力。粉煤灰磁珠(FAMB)是从粉煤灰中磁选分离所得,除具有粉煤灰的特点,还具有磁性特点,易于回收,对其改性处理后可以作为理想载体和吸附材料。本研究将粉煤灰磁珠从粉煤灰中磁选分离,并用浓度为2.5 mol/L的Na OH置于60℃水浴处理24 h,清洗后以其为载体,采用溶胶-凝胶法制备Ag-TiO2-FAMB光催化剂;并分别探究光催化剂用量、废水初始p H值、黄药初始浓度、光照强度等条件对黄药降解影响及动力学规律;试验中采用XRD、SEM、EDS、VSM、UV-vis漫反射等对样品进行表征;通过自由基淬灭试验确定Ag-TiO2-FAMB光催化剂光降解黄药过程中起作用的活性物种;通过紫外全谱扫描和离子色谱探究Ag-TiO2-FAMB光催化剂光降解黄药的降解机理。Ag-TiO2-FAMB光催化剂光降解黄药废水试验结果表明:合成的Ag-TiO2为鳞片状且均匀的负载在粉煤灰磁珠表面;光催化剂对可见光的响应移至475 nm;光催化剂用量、废水初始p H值、黄药初始浓度、光照强度光降解黄药过程符合拟一级动力学方程,其最佳条件分别为3.0 g/L、p H=5.0、10 mg/L、250 W,在最佳试验条件下,光照30 h,黄药的降解率达到98.5%;利用外加磁场回收的光催化剂在光照30 h条件下反复使用5次,黄药降解率仍然保持在83.8%以上;光催化降解黄药过程中,超氧自由基(·O2-)是主要活性物种。微生物法虽具有一定优势,但存在处理周期长的缺点。微生物可以为各种材料合成提供丰富的模板资源,若是利用其矿化合成TiO2,同时利用TiO2光催化作用与微生物同化作用,可以有效缩短废水处理时间,提高处理效果。本研究以钛酸丁酯为基底,利用芽孢杆菌合成TiO2@芽孢杆菌,并分别探究TiO2@芽孢杆菌菌液浓度、钛酸丁酯用量、黄药初始浓度、废水初始p H值、光照强度等条件对黄药降解影响及动力学规律;试验中采用SEM、EDS、XRD、FT-IR等对样品进行表征;通过紫外全谱扫描和离子色谱探究TiO2@芽孢杆菌光降解黄药的降解机理。TiO2@芽孢杆菌光降解黄药废水试验结果表明:TiO2@芽孢杆菌矿化合成TiO2为无定型;TiO2@芽孢杆菌菌液浓度、钛酸丁酯用量、黄药初始浓度、废水初始p H值在光催化降解黄药过程符合拟一级动力学方程,其最佳条件分别为90 m L/L、150μL/L、10 mg/L、p H=8.0;在上述最佳条件且光照强度为250 W条件下光照72 h,黄药降解率为96.3%;TiO2@芽孢杆菌光降解黄药过程中各部分作用大小为:同化作用>TiO2光催化作用>吸附作用。Ag-TiO2-FAMB光催化剂与TiO2@芽孢杆菌均能有效光降解处理黄药废水。黄药中的S元素在光降解过程中转化SO2-,黄药最终被降解为CO2、H2O、SO2-等小分子物质。
尹金慧[4](2021)在《卤氧化铋基漂浮型可见光催化剂的制备及其降解有机污染物性能研究》文中认为有机染料的大量使用和不恰当处理引起的水污染问题会对生态系统和生物健康造成严重危害。光催化技术作为一种能耗低、可持续、降解副产物少的新型技术,在有机染料降解方面展现出巨大的应用前景。近年来,卤氧化铋(Bi OX,X=Cl、I、Br)半导体材料由于其独特的层状结构引起了研究人员的广泛兴趣。然而Bi OX自身的一些缺点极大地影响着其光催化效率,比如,带隙过宽导致无法有效的利用可见光以及光生载流子复合较快造成光催化效率降低。此外,传统的粉末状Bi OX光催化剂光能利用率低以及难以回收等问题的存在给其实际应用增添了难度。为了解决上述问题,本文通过将Bi OX与适宜载体的复合构建漂浮型Bi OX基复合材料来提高其光催化性能以及实际应用价值,并对改性后的复合光催化剂进行系统的表征和分析。此外,还通过在模拟太阳光或可见光照射下的有机染料降解实验来评估其光催化性能。具体研究内容如下:1.漂浮型Bi OCl/EP光催化剂的原位合成及光催化降解罗丹明B性能研究。以五水合硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)和氯化钾(KCl)作为前驱体,通过原位沉积法将Bi OCl负载到膨胀珍珠岩(EP)孔隙的表面上,制备出新型漂浮型Bi OCl/EP光催化剂。通过XRD、SEM、UV-vis DRS、FT-IR、XPS、BET和PL等手段对样品进行表征分析。结果表明,Bi OCl在EP的表面上分布均匀并展现出了良好的光催化效果。在模拟太阳光照射下,Bi OCl/EP复合材料在125 min内对罗丹明B的降解率可达95.8%,远高于纯Bi OCl。光催化活性的提高主要归因于Bi OCl/EP复合材料中的Bi-O-Si键可作为电子传输通道,从而促进了光生电子-空穴对的分离和迁移;漂浮特性所带来的更高的太阳光能利用率以及活性氧物种产生效率。经过五次连续循环使用后,该复合物的光催化降解效率仍可达到91.0%,展现出良好的稳定性。最后,结合自由基捕获实验和半定量分析实验提出了可能的Bi OCl/EP光催化降解罗丹明B的机理。2.3D多孔漂浮型Bi OCl/Bi2S3/石墨烯气凝胶(Bi OCl/Bi2S3/GA)的制备及光催化降解罗丹明B和甲基橙性能研究。以氯化铋(Bi Cl3)、硫代乙酰胺(TAA)和氧化石墨烯(GO)为原料通过水浴法制备出Bi OCl/Bi2S3/石墨烯气凝胶(GA)复合光催化材料。利用XRD、SEM、UV-vis DRS、FT-IR、XPS、PL、EDS、TEM、Raman和EIS等手段对所制备样品的结构、形貌以及性能进行了表征分析。结果表明Bi OCl/Bi2S3/GA在可见光照射下具有优异的光催化降解活性,在50 min内可降解完97.0%的Rh B;在105 min内能降解完74.2%的MO。复合材料性能优异的原因主要归结于Bi2S3与Bi OCl之间异质结的构成,增强了可见光吸收能力并且促进了界面光生电子和空穴的转移;GA的三维结构可以很好地抑制Bi OCl/Bi2S3的堆积,增强其活性位点暴露。经过五次连续循环实验后,Bi OCl/Bi2S3/GA的光催化降解效率仍然可达到89.9%,展现出良好的稳定性和循环使用能力。最后,通过能带结构分析提出了一个可能的光催化降解机理。3.3D多孔漂浮型Bi7O9I3/氮掺杂石墨烯气凝胶(Bi7O9I3/NGA)的制备及光催化降解罗丹明B性能研究。以氧化石墨烯(GO)、碘化钾(KI)和五水合硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)为原料,通过一步溶剂热法制备出Bi7O9I3/NGA复合材料。采用XRD、SEM、TEM、UV-vis DRS、FT-IR、XPS、EDS、PL、Raman和EIS等手段对样品进行表征分析。结果表明Bi7O9I3/NGA在可见光照射下展现出最佳光催化活性,在100 min内可降解完96.3%的罗丹明B,降解速率分别是Bi7O9I3和Bi7O9I3/GA的6.0和2.3倍。光催化活性的提升主要归结于光生载流子分离和迁移效率的提升,可见光利用能力的提升和活性氧物种的产生。此外,Bi7O9I3/NGA独特的3D多孔结构使其可以漂浮在水面上,很容易进行回收和循环利用。经过四次连续循环实验后,Bi7O9I3/NGA的光催化降解效率仍然可达到92.7%,展现出令人满意的稳定性和可重复利用性。最后,通过自由基捕获实验和半定量分析实验提出了一个可能的光催化降解机理。
徐丽亚,周梦莹,张峰,陈小攀,易佳玲,黄瀚坤,胡雨聪[5](2021)在《二氧化钛光催化剂固载化研究进展》文中进行了进一步梳理二氧化钛固载后具有便于回收利用,可提高光催化活性等优点。主要介绍了溶胶-凝胶法、化学气相沉积、电沉积、粘结法等二氧化钛的固载方法,还讨论了玻璃、塑料、金属类、天然矿物类、吸附剂类、陶瓷类等多种二氧化钛的载体。
韩铭[6](2021)在《铟掺杂TiO2光催化剂的合成和及其性能研究》文中认为本文采用溶胶凝胶法制备5%In-TiO2光催化材料,并在此基础上选用玻璃微珠iM30K和分子筛HZSM-5对其进行负载改性。通过XRD、FT-IR、TEM、SEM、UV-Vis DRS、BET及BJH、FS、XPS等表征手段对制备出的光催化材料进行表征,探究铟掺杂量与玻璃微珠和分子筛的负载量对光催化材料性能的影响。以偶氮荧光桃红溶液为目标降解物判断材料的光催化活性。结论如下:1.以多种In元素浓度掺杂制备出In-TiO2光催化剂,In3+以取代方式占据TiO2中Ti4+的位置,掺杂提高催化剂光催化活性,最佳掺杂量为5%。In元素掺杂后催化剂以锐钛矿结构为主,In元素掺杂抑制TiO2晶粒的生长,催化剂的比表面积、孔容均减小。煅烧温度的升高促进5%In-TiO2晶粒生长,煅烧温度为450℃下制备的5%In-TiO2具有最佳光催化活性。2.以玻璃微珠iM30K负载5%In-TiO2,制备出5%In-TiO2/iM30K光催化剂,iM30K作为载体不会影响TiO2的锐钛矿型结构,iM30K与5%In-TiO2只是物理上的相结合。负载后催化剂密度减小,当负载量为30%时光催化剂的密度为0.97 g/cm3,略小于水的密度保证光催化剂在水中具有良好的悬浮性与回收性。30 min降解实验后5%In-TiO2(30%)/iM30K对偶氮荧光桃红的降解率为31%,负载后催化剂仍保持良好活性。3.以分子筛HZSM-5负载5%In-TiO2,制备出5%In-TiO2/HZSM-5光催化剂,负载后会提高催化剂活性,当负载量为60%时催化剂具有最佳的光催化活性,荧光光谱分析可知此时5%In-TiO2(60%)/HZSM-5有最高的羟基自由基浓度。30 min降解实验后对偶氮荧光桃红降解率达48%。HZSM-5作为载体不会影响5%In-TiO2的锐钛矿结构,负载后未发生化学反应。负载后吸附量增大,有利于污染物的富集,提高反应效率。
董英昊[7](2021)在《钨酸铋光催化材料制备及其性能研究》文中研究指明本文使用溶胶凝胶法成功制备Bi2WO6催化剂,使用CTAB制备了具有良好光催化性能的多孔型Bi2WO6催化剂、并使用i M30K、HZSM-5为载体制备出了负载型Bi2WO6催化剂。通过XRD、FT-IR/FIR、UV-Vis、BET/BJH、FS与XPS等表征手段对催化剂进行表征分析,探究不同添加量与煅烧温度对催化剂降解能力的影响。使用所制备的催化剂对偶氮荧光桃红进行降解,判断其光催化活性。实验结果如下:(1)通过添加不同用量的CTAB制备Bi2WO6催化剂,最佳添加量为1.5g,最佳煅烧温度为450 oC。CTAB添加后催化剂的晶粒尺寸明显降低,比表面积与孔容增大,主要是以钙钛矿[WO4]2-层和铋氧化物[Bi2O2]2+层交替排列组成的。CTAB添加后催化剂表面的羟基自由基浓度增大,光催化活性得到提高。(2)以空心玻璃微珠iM30K为载体,制备负载型催化剂。负载后的1.5C-Bi2WO6/iM30K的密度减小,当负载量为20%时,材料电子-空穴存活率最高,能产生最多的羟基自由基,样品的光催化活性最高。(3)以分子筛HZSM-5为载体,制备负载型催化剂。负载后的最佳负载量为50%,在催化剂负载HZSM-5分子筛后,随着负载量的增大,催化剂的晶粒尺寸逐渐增大,比表面积和孔容减小。当分子筛的负载量为50%时具有最高的光催化活性,当光催化反应时间达到50 min时对偶氮荧光桃红完全溶解。受紫外光照所产生的羟基自由基的数量也最多。
张叶[8](2020)在《粉煤灰漂珠基ABW沸石的制备及其催化性能》文中提出粉煤灰(Fly Ash,FA)是火力发电厂燃烧煤粉时产生的工业固体废渣,其排放量巨大,未经处理的粉煤灰堆存,占用大量的土地,引起了严重的环境污染,生态破坏以及巨大的资源浪费。因此,实现粉煤灰固体废弃物的高附加值利用,促进热电企业的循环经济发展势在必行。粉煤灰漂珠是从粉煤灰中提取的中空微球,其活性氧化硅和氧化铝含量高,是合成沸石分子筛的理想前驱体。本文以粉煤灰漂珠(Fly Ash Cenosphere,FAC)为原料,以LiOH?H2O溶液为母液,通过水热反应制备粉煤灰漂珠基ABW沸石(Fly Ash Cenosphere-based ABW Zeolite,简写为ABW)。以该沸石为催化剂载体,采用初湿浸渍法负载纳米Co3O4活性物种,制备Co3O4负载型粉煤灰漂珠基ABW沸石催化剂(Co3O4/ABW),采用XRD、FESEM、N2吸脱附等温线及XPS等现代分析测试手段对该催化剂进行表征;同时,通过正交设计方法(Orthogonal Experimental Design,OED)对其催化降解直接耐酸枣红染料的试验条件进行优化。XRD、FESEM及FT-IR对制备沸石产物的物相组成和微观形貌的表征结果表明:以粉煤灰漂珠为原料,LiOH?H2O溶液为水热母液,采用正交试验设计,通过水热反应成功制备出了纯相的ABW沸石。采用初湿浸渍法,以NH4+-ABW为载体制备了系列负载型Co3O4/ABW沸石催化剂。XRD及XPS结果表明:当负载量小于6 wt%时,Co3O4以无定型态的纳米颗粒均匀地分散于ABW沸石表面;当Co3O4的负载量增加至12 wt%时,催化剂样品中出现Co3O4的晶相峰,其Co2+的2p3/2结合能为780 eV和796 eV,Co3+的2p1/2结合能为785.9 eV和802 eV。采取正交试验设计法评价了催化剂用量、Co3O4负载量、染料浓度、溶液pH值等因素对直接耐酸枣红染料降解效率的影响。极差分析、方差分析与因素指标分析结果表明:影响Co3O4/ABW沸石催化剂降解直接耐酸枣红染料活性的主要因素为:溶液pH值>Co3O4负载量>催化剂用量>染料浓度;Co3O4/ABW沸石催化剂降解直接耐酸枣红染料的最优条件为:Co3O4负载量6 wt%,催化剂用量0.05 g,染料浓度20 mg/L,溶液pH 3.0,反应时间30 min,直接耐酸枣红染料的降解率为89.87%。
韩煦[9](2020)在《α-Fe2O3改性漂浮型HGM/ZnIn2S4光催化剂及其去除水中Cr(Ⅵ)和Pb(Ⅱ)的性能研究》文中研究说明可见光响应光催化剂ZnIn2S4,因其独特的光学和电子特性,近年来受到众多学者的关注和研究,可广泛应用于环境治理和清洁能源等领域。其中,在环境领域,ZnIn2S4于常温常压下即可高效还原水中无法被生物降解的剧毒重金属离子,实现重金属离子的低毒化或无毒化,并为后续污染物的深度分离去除创造了条件。然而同大多数单组分粉体催化剂一样,ZnIn2S4仍存在较多问题:(1)易团聚,易流失,难循环再利用;(2)密度较大的粉体催化剂由于重力沉降作用而无法有效利用光能,并且光在水中的衰减大大降低了其光能利用效率;(3)相比于复合光催化剂,单组分光催化剂更容易发生光生电子-空穴对的复合。因此,设计漂浮型复合光催化剂对于ZnIn2S4光催化技术的工程应用具有重要意义。本文首先采用改进的高压水热法制备了空心玻璃微珠(HGM)/ZnIn2S4漂浮型复合光催化剂,然后利用α-Fe2O3对其进一步改性,成功制备光化学性能优异的HGM/ZnIn2S4/α-Fe2O3漂浮型异质结光催化剂。以重金属Cr(Ⅵ)和Pb(Ⅱ)为目标污染物,研究了样品在可见光照射下的光催化活性。实验主要研究成果如下:(1)通过优化HGM的预处理条件、催化剂的制备条件调控HGM/ZnIn2S4复合光催化剂的形貌结构及催化活性,并对样品的物化特性进行表征,最终确定了HGM/ZnIn2S4的最佳制备条件。当HGM经过除油处理、粗化处理并利用APTES对微珠表面进行氨基功能化处理后,在多功能反应釜内与ZnIn2S4前驱体加压至4Mpa反应时,所制复合微珠表面的ZnIn2S4具有良好的结晶程度,呈现出较为完美的致密多孔分层花瓣状结构,且禁带宽度有效降低,光催化性能显着提高。(2)以重金属Cr(Ⅵ)为目标污染物,通过静态实验及循环实验,研究了HGM/ZnIn2S4的光催化活性和稳定性。结果表明,在静态光催化条件下,漂浮在气-水界面上的HGM/ZnIn2S4可显着提高催化剂的光能利用效率,有效解决了粉体ZnIn2S4易团聚、难回收等问题,且样品经过三次循环再利用后仍具有一定的催化活性。此外,水动力条件和反应液的p H值对光催化效果影响显着,动力搅拌是确保光催化反应高效进行的必要条件,且在酸性条件下有利于样品光催化还原Cr(Ⅵ)。(3)采用分步高压水热法,利用自制的纳米棒状α-Fe2O3对HGM/ZnIn2S4进一步改性。通过对样品物化特性的表征分析证明:实验成功制备出光学性能优异的HGM/ZnIn2S4/α-Fe2O3漂浮型异质结光催化剂,相比于HGM/ZnIn2S4,样品的禁带宽度有效降低,比表面积显着增加,光催化活性也显着增强。(4)以重金属Cr(Ⅵ)和Pb(Ⅱ)为目标污染物,研究了改性前后复合催化剂的光催化活性,并探讨了不同α-Fe2O3/HGM质量比对样品形貌结构和催化活性的影响。结果表明,相比单组分α-Fe2O3和HGM/ZnIn2S4复合微球,HGM/ZnIn2S4/α-Fe2O3具有更为优异的光催化性能。当α-Fe2O3含量为10%时,微珠表面的ZnIn2S4易形成致密的多孔层状纳米花瓣结构,且可负载一定量的均匀的纳米棒状α-Fe2O3,复合催化剂具有最佳的形貌结构,结晶度最高,且光催化活性有所增强。(5)研究了HGM/ZnIn2S4/α-Fe2O3异质结光催化剂的循环稳定性及外界反应体系对其光催化活性的影响。结果表明,样品具有良好的催化稳定性,经过三次循环再利用后,在反应液p H值为4的条件下,对重金属Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)的去除率仍可达到80.4%和75.4%,且光照前后样品的晶体结构基本稳定。当复合催化剂投加量为0.20g/L,反应液p H值为2时,样品光催化还原Cr(Ⅵ)的性能最优。(6)本文对HGM/ZnIn2S4/α-Fe2O3异质结催化剂的增强型光催化还原重金属的作用机理进行了分析,由于异质结中ZnIn2S4的导带位置比α-Fe2O3的导带位置更负,而α-Fe2O3的价带位置比ZnIn2S4更正,所以ZnIn2S4产生的光生电子(e–)更容易迁移到α-Fe2O3的导带上,从而能够有效地抑制光生电子和空穴复合,并与吸附在催化剂表面的具有高氧化还原电位的重金属离子发生还原反应,实现对重金属污染物的高效还原,为其在环境领域的进一步应用提供了理论基础。
孔亚伟[10](2020)在《磁性三维有序大孔导电颗粒的制备及其在电化学分析方面的应用》文中进行了进一步梳理三维有序大孔导电颗粒(Three-dimensionally ordered macroporous,3DOM)由于具有相互贯通的三维有序结构、孔隙率高、比表面积大、缺陷少、导电性优良、孔壁易于化学改性等独特性能,使其在催化、吸附、传感、电池等领域有着非常重要的应用价值。然而,受目前制备技术及方法的限制,尚难以实现三维有大孔导电颗粒的高通量制备及回收利用,进而限制了其大范围的推广使用。本研究主要应用液滴微流控和胶体晶体逆向模板技术,实现了磁性三维有序大孔导电颗粒的高通量制备及简单回收,并探讨了其结构与电化学性能之间的关系。具体的研究内容如下:1、利用商业化的微管道,快速搭建了液滴微流控装置,并实现了二氧化硅胶体晶体微球的高通量制备。首先,合成单分散的粒径分别为132,250,462,572和629nm的二氧化硅胶体纳米粒子;其次,搭建共轴型和流式聚焦型两种结构的液滴微流控装置;接着,配置20%w/v的二氧化硅胶体分散液通过液滴微流控装置制备成大小均一的液滴,并提出了在线加热搅拌法使液滴中的纳米粒子自组装形成三维有序胶体晶体结构。通过改变装置以及调节内外两相液体流速,实现了几微米至几百微米,多种尺寸及结构的胶体晶体微球的高通量制备。2、以胶体晶体为模板进行逆向复制,实现了磁性三维有序大孔导电颗粒的制备。采用浸渍法将溶解有九水合硝酸铁和糠醇的无水乙醇前驱液填充于胶体晶体微球模板的空隙中,真空抽滤干燥后在80℃下聚合12 h,然后在N2的保护下于管式炉中750℃高温煅烧4 h。最后,溶解去除模板后制得磁性三有维有序大孔(M3DOM)导电颗粒。通过调节胶体晶体微球的结构,实现了多种尺寸及结构的三维有序大孔导电颗粒的高通量制备,并通过扫描电子显微镜技术对其结构进行了表征。3、探讨了磁性三维有序大孔导电颗粒结构与其电化学性能之间的关系。主要运用循环伏安、交流阻抗等电化学方法对其结构和电化学性能进行了研究。结果表明,由于扩散层重叠严重,所有的磁性三维有序大孔导电颗粒都不利于受扩散控制的电化学反应,但是对于受吸附控制的电化学反应,孔径越小的颗粒电活性面积越大,响应信号就越大。对比发现孔径为132 nm的磁性三维有序大孔碳颗粒更有利于在电化学传感方面的应用。综上所述,我们利用液滴微流控和逆向胶体晶体模板法,通过在线加热搅拌法实现了磁性三维有序大孔导电颗粒的高通量制备,其作为电极材料在电池、电容以及电化学传感等方面有着广泛的应用前景。
二、光催化介孔玻璃微珠载体材料的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、光催化介孔玻璃微珠载体材料的研究(论文提纲范文)
(1)煤气化细渣在土壤改良及水污染治理中的资源化利用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 煤气化渣概述 |
1.1.1 煤气化渣的产生 |
1.1.2 煤气化渣的危害 |
1.1.3 煤气化渣的性质 |
1.1.4 煤气化渣的资源化利用现状 |
1.2 煤气化细渣在土壤改良方面的应用前景 |
1.2.1 沙化土壤的危害及其改善方法简介 |
1.2.2 有效硅简介 |
1.2.3 有机肥腐植酸简介 |
1.3 煤气化细渣复合材料在水污染治理方面的应用前景 |
1.3.1 水污染简介 |
1.3.2 介孔材料简介 |
1.3.3 负载TiO_2复合材料简介 |
1.4 选题意义及研究内容 |
1.4.1 选题意义 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 创新点 |
第2章 实验部分 |
2.1 煤气化细渣的理化性质 |
2.1.1 煤气化细渣的化学成分分析 |
2.1.2 煤气化细渣的物相分析 |
2.1.3 煤气化细渣的热分析 |
2.1.4 煤气化细渣的红外光谱分析 |
2.1.5 煤气化细渣的拉曼光谱分析 |
2.1.6 煤气化细渣的粒度分布分析 |
2.1.7 煤气化细渣的孔结构分析 |
2.1.8 煤气化细渣的微观形貌分析 |
2.2 实验化学试剂 |
2.3 实验设备和仪器 |
2.4 测试仪器及方法 |
2.4.1 X射线衍射分析 |
2.4.2 红外光谱测试分析 |
2.4.3 孔结构分析 |
2.4.4 扫描电子显微镜分析 |
2.4.5 透射电子显微镜分析 |
第3章 煤气化细渣对沙化土壤理化性质影响的研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 沙化土壤的性质 |
3.2.2 培养实验与理化性质的测试方法 |
3.2.3 盆栽实验 |
3.2.4 大田实验 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 煤气化细渣对沙化土壤理化性质的影响 |
3.3.2 煤气化细渣对玉米和小麦出苗率的影响 |
3.3.3 煤气化细渣对大田玉米生长发育的影响 |
3.3.4 煤气化细渣改良土壤理化性质的机制分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 煤气化细渣提高土壤有效硅含量的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 土壤和原料的性质 |
4.2.2 煤气化细渣的不同处理方式 |
4.2.3 有效硅含量的测试方法 |
4.2.4 水稻盆栽实验 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 不同处理条件对煤气化细渣中有效硅含量的影响 |
4.3.2 煤气化细渣与其他几种含硅材料有效硅含量对比研究 |
4.3.3 煤气化细渣为水稻生长提供有效硅的机制分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 煤气化细渣对腐植酸的吸附与缓释研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 批量吸附实验 |
5.2.2 解吸与再吸附实验 |
5.2.3 吸附方程 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 吸附动力学 |
5.3.2 等温吸附和吸附热力学 |
5.3.3 溶液pH对吸附效果的影响 |
5.3.4 吸附剂添加量对吸附效果的影响 |
5.3.5 解吸和再吸附的研究 |
5.3.6 煤气化细渣吸附-缓释腐植酸的机制分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 煤气化细渣制备碳硅复合介孔材料及其对水体中NO_3ˉ吸附的研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 碳硅复合介孔材料的制备方法 |
6.2.2 Box-Behnken试验设计 |
6.2.3 除碳处理实验 |
6.2.4 碳硅复合介孔材料对NO_3ˉ的吸附实验 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 反应条件对氧化物浸出率的影响 |
6.3.2 碳硅复合介孔材料的形成机制分析 |
6.3.3 Box-Behnken试验结果分析 |
6.3.4 碳硅复合介孔材料的表征分析 |
6.3.5 碳硅复合介孔材料对NO_3ˉ的吸附机制分析 |
6.4 本章小结 |
第7章 煤气化细渣制备吸附-光催化复合材料及其对水体中Rh B去除的研究 |
7.1 引言 |
7.2 实验部分 |
7.2.1 吸附-光催化复合材料的制备 |
7.2.2 Rh B的吸附与降解 |
7.3 结果与讨论 |
7.3.1 吸附-光催化复合材料的物相分析 |
7.3.2 吸附-光催化复合材料的FT-IR分析 |
7.3.3 吸附-光催化复合材料的表面形貌分析 |
7.3.4 吸附-光催化复合材料的孔结构分析 |
7.3.5 吸附-光催化复合材料对Rh B的去除机制分析 |
7.4 本章小结 |
第8章 结论 |
参考文献 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(2)垃圾焚烧灰渣制备泡沫微晶玻璃工艺及其机理(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 生活垃圾焚烧灰渣产生及危害 |
2.2 生活垃圾焚烧灰渣的应用现状 |
2.3 泡沫微晶玻璃 |
2.3.1 泡沫微晶玻璃定义及特点 |
2.3.2 泡沫微晶玻璃制备工艺 |
2.3.3 泡沫微晶玻璃的应用 |
2.4 研究目的、意义及主要内容 |
2.4.1 研究目的及意义 |
2.4.2 研究内容 |
2.5 实验内容及方法 |
2.5.1 实验原料及仪器设备 |
2.5.2 分析与表征 |
3 基于垃圾焚烧底灰的多固废协同制备泡沫微晶玻璃 |
3.1 引言 |
3.2 底灰含量对泡沫微晶玻璃性能的影响 |
3.2.1 孔结构分析 |
3.2.2 玻璃结构单元分析 |
3.2.3 物相及析晶分析 |
3.2.4 物理性能分析 |
3.3 热处理工艺对泡沫微晶玻璃的影响 |
3.3.1 烧结温度对形貌及物理性能的影响 |
3.3.2 保温时间对形貌及物理性能的影响 |
3.4 底灰制备泡沫微晶玻璃形成机理 |
3.5 本章小结 |
4 泡沫微晶玻璃的发泡效果调控与性能强化 |
4.1 引言 |
4.2 高温原位发泡机理 |
4.3 发泡剂对泡沫微晶玻璃宏观形貌的影响 |
4.4 发泡剂对泡沫微晶玻璃物相及析晶的影响 |
4.5 发泡剂对泡沫微晶玻璃物理性能的影响 |
4.6 碱度对泡沫微晶玻璃的孔结构及性能调控 |
4.7 本章小结 |
5 碱激发机理及析晶动力学研究 |
5.1 引言 |
5.2 碱激发硅铝解聚再聚合机理 |
5.3 析晶动力学研究 |
5.4 本章小结 |
6 碱激发成形工艺制备多级孔泡沫微晶玻璃 |
6.1 引言 |
6.2 成分调配机制的影响 |
6.3 析晶机制的影响 |
6.3.1 析晶温度的影响 |
6.3.2 析晶时间的影响 |
6.4 NaOH碱激发机制的影响 |
6.5 发泡剂种类及掺量的影响 |
6.5.1 二次铝灰渣掺量的影响 |
6.5.2 H_2O_2掺量的影响 |
6.6 本章小结 |
7 结论 |
7.1 结论与展望 |
7.2 创新点 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)可磁回收Ag-TiO2光催化剂/TiO2@芽孢杆菌处理黄药废水的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 黄药废水概述 |
1.1.1 黄药废水的产生 |
1.1.2 黄药废水的处理现状 |
1.2 粉煤灰概述 |
1.2.1 粉煤灰的产生及现状 |
1.2.2 粉煤灰的组成及分类 |
1.2.3 粉煤灰的利用 |
1.3 微生物矿化技术概述 |
1.3.1 微生物矿化技术发展及应用 |
1.3.2 微生物矿化机理 |
1.3.3 芽孢杆菌生物矿化研究 |
1.4 研究意义与内容 |
1.4.1 研究意义 |
1.4.2 研究内容与技术路线 |
第2章 实验材料及方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 粉煤灰磁珠的分选与预处理 |
2.1.2 菌种选择 |
2.1.3 培养基 |
2.1.4 芽孢杆菌活化及扩大化培养 |
2.1.5 实验试剂 |
2.1.6 设备与仪器 |
2.2 样品表征与检测 |
2.2.1 物相组成及物理性质 |
2.2.2 化学性质 |
2.2.3 光学性质 |
2.3 光催化性能 |
2.3.1 丁基黄药溶液标准曲线 |
2.3.2 丁基黄药溶液降解试验 |
2.3.3 动力学模型 |
2.3.4 循环利用分析 |
2.4 黄药降解机理方法 |
2.4.1 紫外全谱扫描分析 |
2.4.2 离子色谱分析 |
第3章 Ag-TiO_2-FAMB光催化剂制备及光催化性能研究 |
3.1 光催化剂的制备及其性能测试 |
3.2 表征结果及分析 |
3.2.1 磁性分析 |
3.2.2 热重分析 |
3.2.3 比表面积及孔径分析 |
3.2.4 XRD分析 |
3.2.5 FT-IR分析 |
3.2.6 SEM及 EDS分析 |
3.2.7 ZETA电位分析 |
3.2.8 UV-VIS DRS分析 |
3.2.9 PL分析 |
3.3 光催化结果分析 |
3.3.1 空白对照实验 |
3.3.2 光催化剂投加量对黄药降解率的影响 |
3.3.3 废水初始PH值对其降解率的影响 |
3.3.4 黄药初始浓度对其降解率的影响 |
3.3.5 光照强度对黄药降解率的影响 |
3.3.6 光催化剂循环利用分析 |
3.4 动力学分析 |
3.4.1 光催化剂浓度对动力学的影响 |
3.4.2 废水初始PH值对动力学的影响 |
3.4.3 黄药初始浓度对动力学的影响 |
3.4.4 光照强度对动力学的影响 |
3.5 光降解机理分析 |
3.5.1 自由基淬灭试验 |
3.5.2 紫外全谱扫描分析 |
3.5.3 离子色谱 |
3.6 本章小结 |
第4章 TiO_2@芽孢杆菌制备及其光催化性能研究 |
4.1 芽孢杆菌复苏及观察 |
4.2 TiO_2@芽孢杆菌合成及光催化性能测试 |
4.3 表征结果与分析 |
4.3.1 TiO_2@芽孢杆菌SEM及 EDS分析 |
4.3.2 XRD分析 |
4.3.3 FT-IR分析 |
4.4 TiO_2@芽孢杆菌光降解黄药的影响因素 |
4.4.1 芽孢杆菌吸附、同化及TiO_2光催化对黄药降解的影响 |
4.4.2 TiO_2@芽孢杆菌菌液浓度对黄药降解的影响 |
4.4.3 不同钛酸丁酯量合成的TiO_2@芽孢杆菌对黄药降解的影响 |
4.4.4 黄药初始浓度对黄药降解的影响 |
4.4.5 黄药废水初始PH值对黄药降解的影响 |
4.4.6 光照强度对黄药降解的影响 |
4.5 TiO_2@芽孢杆菌降解黄药动力学分析 |
4.5.1 TiO_2@芽孢杆菌菌液浓度对黄药降解动力学的影响 |
4.5.2 不同钛酸丁酯量合成的TiO_2@芽孢杆菌对黄药降解动力学的影响 |
4.5.3 黄药初始浓度对TiO_2@芽孢杆菌光降解黄药降解动力学的影响 |
4.6 TiO_2@芽孢杆菌降解黄药机理 |
4.6.1 紫外全谱扫描分析 |
4.6.2 离子色谱 |
4.7 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 主要结论 |
5.2 创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(4)卤氧化铋基漂浮型可见光催化剂的制备及其降解有机污染物性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 半导体光催化技术概述 |
1.2.1 光催化的基本原理 |
1.2.2 光催化技术的研究进展 |
1.2.3 光催化技术的应用 |
1.3 BiOX光催化剂的研究进展 |
1.3.1 BiOX的结构与性质 |
1.3.2 BiOX的制备方法 |
1.3.3 BiOX的改性策略 |
1.4 漂浮光催化技术 |
1.4.1 漂浮型光催化剂基质 |
1.5 选题依据和研究内容 |
1.5.1 选题依据 |
1.5.2 研究内容 |
第二章 漂浮型BiOCl/EP光催化剂的原位合成及光催化降解性能 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验药品和仪器 |
2.2.2 BiOCl/EP的制备 |
2.2.3 样品的表征 |
2.2.4 样品的光催化性能测试 |
2.2.5 光催化剂稳定性测试 |
2.2.6 电化学测试 |
2.2.7 光催化活性物种分析 |
2.3 实验结果及分析讨论 |
2.3.1 晶相组成分析 |
2.3.2 微观形貌表征 |
2.3.3 化学结构分析 |
2.3.4 元素组成分析 |
2.3.5 光学吸收性能分析 |
2.3.6 比表面积分析 |
2.3.7 荧光性能 |
2.3.8 热重分析 |
2.3.9 光催化性能测试 |
2.3.10 稳定性测试 |
2.3.11 能带结构和光催化机理探究 |
2.4 本章小结 |
第三章 BiOCl/Bi_2S_3/石墨烯气凝胶的制备及其光催化降解有机染料性能 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验药品和仪器 |
3.2.2 样品的制备 |
3.2.3 样品的表征 |
3.2.4 样品的光催化性能测试 |
3.2.5 光催化剂稳定性测试 |
3.2.6 电化学测试 |
3.3 实验结果及分析讨论 |
3.3.1 晶相组成分析 |
3.3.2 微观形貌表征 |
3.3.3 元素组成及分布分析 |
3.3.4 晶格结构 |
3.3.5 元素组成及化学键合分析 |
3.3.6 拉曼光谱 |
3.3.7 光学吸收性能和能带结构表征及分析 |
3.3.8 荧光性能和电化学阻抗分析 |
3.3.9 光催化性能测试 |
3.3.10 稳定性测试 |
3.3.11 光催化降解机理探究 |
3.4 本章小结 |
第四章 3D多孔Bi_7O_9I_3/氮掺杂石墨烯气凝胶的制备及其光催化降解有机染料性能 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验药品和仪器 |
4.2.2 样品的制备 |
4.2.3 样品的表征 |
4.2.4 样品的光催化性能测试 |
4.2.5 光催化剂稳定性测试 |
4.2.6 自由基捕获和活性物种半定量分析实验 |
4.2.7 电化学测试 |
4.3 实验结果与分析讨论 |
4.3.1 晶相组成分析 |
4.3.2 微观形貌及元素分布分析 |
4.3.3 晶格结构分析 |
4.3.4 元素组成分析 |
4.3.5 拉曼光谱分析 |
4.3.6 光学吸收性能和能带结构分析 |
4.3.7 荧光性能和电化学阻抗分析 |
4.3.8 光催化性能测试 |
4.3.9 光催化剂稳定性测试 |
4.3.10 光催化降解机理探究 |
4.4 本章小结 |
主要结论与展望 |
主要结论 |
展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
(5)二氧化钛光催化剂固载化研究进展(论文提纲范文)
1 固载方法 |
1.1 溶胶-凝胶法 |
1.2 化学气相沉积法 |
1.3 电沉积法 |
1.4 粘结法 |
2 催化剂载体 |
2.1 透明基板载体 |
2.1.1 玻璃载体 |
2.1.2 塑料载体 |
2.2 不透明基材 |
2.2.1 金属类载体 |
2.2.2 天然矿物类载体 |
2.2.3 吸附剂类载体 |
2.2.4 陶瓷类载体 |
3 结语 |
(6)铟掺杂TiO2光催化剂的合成和及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 偶氮染料废水危害与处理方法 |
1.2.1 偶氮染料废水危害 |
1.2.2 偶氮染料特点与处理方法 |
1.2.3 光催化氧化技术的研究进展 |
1.3 TiO_2的掺杂改性方法 |
1.3.1 单金属元素掺杂 |
1.3.2 二元金属元素掺杂 |
1.3.3 单非金属元素掺杂 |
1.3.4 二元非金属元素掺杂 |
1.4 TiO_2的负载改性方法 |
1.4.1 矿物材料类 |
1.4.2 玻璃材料 |
1.4.3 碳材料 |
1.4.4 聚合物材料 |
1.5 研究目的、意义及其内容 |
1.5.1 研究目的与意义 |
1.5.2 研究内容 |
第2章 实验及测试方法 |
2.1 原料,试剂及实验仪器 |
2.1.1 原料及试剂 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 光催化材料的制备 |
2.2.1 n%In-TiO_2光催化剂的制备 |
2.2.2 离子交换法制备HZSM-5 |
2.2.3 负载型5%In-TiO_2光催化剂的制备 |
2.3 光催化材料的表征 |
2.3.1 X射线衍射分析(XRD) |
2.3.2 FT-IR分析 |
2.3.3 UV-Vis DRS分析 |
2.3.4 催化剂的比表面积(BET)及孔径(BJH)分析 |
2.3.5 荧光光谱分析(FS) |
2.3.6 扫描电镜(SEM)分析 |
2.3.7 透射电镜(TEM)分析 |
2.3.8 X射线光电子能谱分析(XPS) |
2.4 偶氮荧光桃红光催化活性评价 |
2.4.1 紫外-可见吸收光谱分析(UV-Vis) |
2.4.2 偶氮荧光桃红吸收曲线 |
2.4.3 偶氮荧光桃红标准曲线 |
2.4.4 制出材料光催化降解偶氮荧光桃红活性测定 |
第3章 In-TiO_2光催化剂的制备及其性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 铟离子掺杂浓度的影响 |
3.2.1 XRD分析 |
3.2.2 FT-IR分析 |
3.2.3 UV-Vis DRS分析 |
3.2.4 比表面积(BET)及孔径(BJH)分析 |
3.2.5 扫描电镜(SEM)分析 |
3.2.6 透射电镜(TEM)分析 |
3.2.7 XPS分析 |
3.2.8 光催化机理探究 |
3.3 不同煅烧温度量的影响 |
3.3.1 XRD分析 |
3.3.2 FT-IR分析 |
3.3.3 UV-Vis DRS分析 |
3.3.4 比表面积(BET)及孔径(BJH)分析 |
3.3.5 扫描电镜(SEM)分析 |
3.4 光催化性能分析 |
3.4.1 吸附平衡实验 |
3.4.2 光催化剂用量实验 |
3.4.3 光催化活性实验 |
3.4.4 循环使用性能分析 |
3.4.5 光催化反应时间实验 |
3.4.6 UV-vis分析 |
本章小结 |
第4章 In-TiO_2/iM30K光催化剂制备及其性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 负载量对In-TiO_2/iM30K光催化活性的影响 |
4.2.1 XRD分析 |
4.2.2 FT-IR分析 |
4.2.3 UV-Vis DRS分析 |
4.2.4 比表面积(BET)及孔径(BJH)分析 |
4.2.5 荧光光谱分析 |
4.2.6 扫描电镜(SEM)分析 |
4.2.7 透射电镜(TEM)分析 |
4.2.8 XPS分析 |
4.2.9 光催化机理探究 |
4.3 光催化性能分析 |
4.3.1 吸附平衡实验 |
4.3.2 光催化剂用量实验 |
4.3.3 光催化活性实验 |
4.3.4 循环使用性能分析 |
4.3.5 光催化反应时间实验 |
4.3.6 UV-vis分析 |
本章小结 |
第5章 In-TiO_2/HZSM-5光催化剂的制备及其性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 负载量对In-TiO_2/HZSM-5光催化活性的影响 |
5.2.1 XRD分析 |
5.2.2 FT-IR分析 |
5.2.3 UV-Vis DRS分析 |
5.2.4 比表面积(BET)及孔径(BJH)分析 |
5.2.5 荧光光谱分析 |
5.2.6 扫描电镜(SEM)分析 |
5.2.7 透射电镜(TEM)分析 |
5.2.8 XPS分析 |
5.2.9 光催化机理探究 |
5.3 光催化性能分析 |
5.3.1 吸附平衡实验 |
5.3.2 光催化剂用量实验 |
5.3.3 光催化活性实验 |
5.3.4 循环使用性能分析 |
5.3.5 光催化反应时间实验 |
5.3.6 UV-vis分析 |
本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
致谢 |
(7)钨酸铋光催化材料制备及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 光催化材料的研究概况 |
1.2.1 光催化材料原理 |
1.2.2 光催化材料的发展 |
1.3 钨酸铋的简介 |
1.4 钨酸铋光催化材料的制备方法 |
1.4.1 固相反应法 |
1.4.2 溶胶-凝胶法 |
1.4.3 水热法 |
1.4.4 溶剂热法 |
1.4.5 微波辅助水热法 |
1.4.6 共沉淀法 |
1.5 钨酸铋光催化剂的改性 |
1.5.1 离子掺杂 |
1.5.2 半导体复合 |
1.5.3 固定化负载 |
1.5.4 染料光敏化 |
1.6 研究目的、意义及其内容 |
1.6.1 研究目的与意义 |
1.6.2 研究内容 |
第2章 实验及测试方法 |
2.1 原料、试剂及实验仪器 |
2.1.1 原料及试剂 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 光催化材料的制备 |
2.2.1 多孔型Bi_2WO_6光催化材料的制备 |
2.2.2 负载型Bi_2WO_6/i M30K光催化材料的制备 |
2.2.3 HZSM-5 的制备 |
2.2.4 负载型Bi_2WO_6/HZSM-5 光催化剂的制备 |
2.3 光催化材料的表征 |
2.3.1 X射线衍射分析(XRD) |
2.3.2 SEM分析 |
2.3.3 FT-IR/FIR分析 |
2.3.4 UV-Vis DRS分析 |
2.3.5 催化剂的比表面积(BET)及孔径(BJH)分析 |
2.3.6 荧光光谱分析(FS) |
2.4 偶氮荧光桃红光催化活性评价 |
2.4.1 偶氮荧光桃红吸收曲线 |
2.4.2 偶氮荧光桃红标准曲线 |
2.4.3 材料光催化降解偶氮荧光桃红活性测定 |
2.4.4 催化剂的循环实验测定 |
第3章 以CTAB为模板剂的Bi_2WO_6光催化剂的制备及其性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 CTAB用量对Bi_2WO_6的影响 |
3.2.1 XRD分析 |
3.2.2 SEM分析 |
3.2.3 FT-IR及 FT-FIR分析 |
3.2.4 UV-Vis DRS分析 |
3.2.5 比表面积(BET)及孔径(BJH)分析 |
3.2.6 羟基自由基的生成 |
3.2.7 吸附平衡实验 |
3.2.8 光催化活性分析 |
3.3 煅烧温度改变的影响 |
3.3.1 XRD分析 |
3.3.2 SEM分析 |
3.3.3 FT-IR及 FT-FIR分析 |
3.3.4 UV-Vis DRS分析 |
3.3.5 比表面积(BET)及孔径(BJH)分析 |
3.3.6 羟基自由基的生成 |
3.3.7 光催化活性分析 |
3.3.8 光催化剂用量 |
3.3.9 循环使用性能分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 负载型1.5C-Bi_2WO_6/i M30K光催化剂的制备及其性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 负载量对1.5C-Bi_2WO_6/i M30K光催化活性的影响 |
4.2.1 XRD分析 |
4.2.2 SEM分析 |
4.2.3 FT-IR及 FT-FIR分析 |
4.2.4 UV-Vis及 DRS分析 |
4.2.5 比表面积(BET)及孔径(BJH)分析 |
4.2.6 羟基自由基的生成 |
4.2.7 吸附平衡实验 |
4.2.8 光催化活性分析 |
4.2.9 光催化剂用量 |
4.2.10 循环使用性能分析 |
4.3 本章小结 |
第5章 负载型Bi_2WO_6/HZSM-5 光催化剂的制备及其性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 负载量对Bi_2WO_6/HZSM-5 光催化活性的影响 |
5.2.1 XRD分析 |
5.2.2 SEM分析 |
5.2.3 FT-IR及 FT-FIR分析 |
5.2.4 UV-Vis及 DRS分析 |
5.2.5 比表面积(BET)及孔径(BJH)分析 |
5.2.6 羟基自由基的生成 |
5.2.7 吸附平衡实验 |
5.2.8 光催化活性分析 |
5.2.9 光催化剂用量 |
5.2.10 循环使用性能分析 |
5.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
致谢 |
(8)粉煤灰漂珠基ABW沸石的制备及其催化性能(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 粉煤灰漂珠概述 |
1.1.1 粉煤灰漂珠的形成 |
1.1.2 粉煤灰漂珠的性质 |
1.1.3 粉煤灰漂珠的工业评价 |
1.2 粉煤灰漂珠的资源化应用 |
1.2.1 粉煤灰漂珠在建筑材料方面的应用 |
1.2.2 粉煤灰漂珠在填充材料方面的应用 |
1.2.3 粉煤灰漂珠在环保材料方面的应用 |
1.2.4 粉煤灰漂珠在其他方面的应用 |
1.3 粉煤灰漂珠制备沸石分子筛的研究进展 |
1.4 ABW沸石的国内外研究现状 |
1.5 沸石分子筛催化剂处理废水的国内外研究进展 |
1.6 课题研究的目的及意义 |
1.6.1 课题研究目的 |
1.6.2 课题研究的意义 |
1.7 研究内容及技术路线 |
1.7.1 主要内容 |
1.7.2 技术路线 |
1.8 论文创新点 |
第2章 实验部分 |
2.1 实验原料 |
2.1.1 粉煤灰 |
2.1.2 碱源 |
2.1.3 其他试剂 |
2.2 实验仪器及设备 |
2.3 主要表征方法 |
第3章 粉煤灰漂珠基ABW沸石的制备及表征 |
3.1 粉煤灰漂珠基ABW沸石的制备 |
3.2 水热条件对制备粉煤灰漂珠基ABW沸石的影响 |
3.3 粉煤灰漂珠基ABW沸石的表征 |
3.3.1 粉煤灰漂珠基ABW沸石的矿物相 |
3.3.2 粉煤灰漂珠基ABW沸石的微观形貌 |
3.4 粉煤灰漂珠基ABW沸石的红外光谱分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 Co_3O_4/ABW沸石催化剂的制备及表征 |
4.1 Co_3O_4 负载型ABW沸石催化剂的制备 |
4.1.1 Co(NO_3)_2×6H_2O的热化学分析 |
4.1.2 Co_3O_4 负载型ABW沸石催化剂的制备 |
4.2 Co_3O_4/ABW沸石催化剂的表征 |
4.2.1 Co_3O_4/ABW沸石催化剂的化学组成 |
4.2.2 Co_3O_4/ABW沸石催化剂的矿物相 |
4.2.3 Co_3O_4/ABW沸石催化剂的微观形貌 |
4.2.4 Co_3O_4/ABW沸石催化剂的孔结构 |
4.2.5 Co_3O_4/ABW沸石催化剂的光电子能谱 |
4.3 本章小结 |
第5章 Co_3O_4/ABW沸石催化剂的催化性能 |
5.1 Co_3O_4/ABW沸石催化剂的染料降解性能 |
5.1.1 直接耐酸枣红染料及实验装置 |
5.1.2 直接耐酸枣红溶液的最大吸收波长 |
5.1.3 直接耐酸枣红溶液的标准曲线 |
5.2 Co_3O_4/ABW沸石催化剂的催化性能 |
5.3 Co_3O_4/ABW沸石催化剂对染料的吸附性能 |
5.4 Co_3O_4/ABW沸石催化剂催化降解染料的反应动力学 |
5.5 Co_3O_4/ABW沸石催化剂的紫外-可见吸收光谱 |
5.6 本章小结 |
第6章 正交试验研究Co_3O_4/ABW催化剂的催化性能 |
6.1 正交试验设计Co_3O_4/ABW催化剂降解直接耐酸枣红染料 |
6.1.1 正交试验设计 |
6.1.2 极差分析 |
6.1.3 方差分析 |
6.2 Co_3O_4/ABW沸石催化剂的稳定性评价 |
6.2.1 Co_3O_4/ABW沸石催化剂的循环使用活性 |
6.2.2 Co_3O_4/ABW沸石催化剂降解反应前后的光电子能谱 |
6.3 本章小结 |
第7章 结论 |
参考文献 |
攻读硕士期间的学术成果 |
致谢 |
(9)α-Fe2O3改性漂浮型HGM/ZnIn2S4光催化剂及其去除水中Cr(Ⅵ)和Pb(Ⅱ)的性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 重金属污染现状与治理技术 |
1.1.1 重金属污染的危害 |
1.1.2 重金属废水的处理方法 |
1.2 半导体光催化剂概述 |
1.2.1 光催化反应原理 |
1.2.2 半导体光催化材料 |
1.2.3 光催化技术在环境中的应用 |
1.3 ZnIn_2S_4光催化剂的改性 |
1.3.1 形貌与晶型调控 |
1.3.2 离子掺杂 |
1.3.3 贵金属沉积 |
1.3.4 构建异质结构 |
1.3.5 负载型光催化剂 |
1.4 ZnIn_2S_4光催化技术在应用中的现存问题 |
1.5 本课题的研究目的、研究意义、研究内容和技术路线 |
1.5.1 研究目的及意义 |
1.5.2 技术路线 |
1.5.3 研究内容 |
1.6 课题资助 |
2 实验材料及研究方法 |
2.1 实验材料及仪器 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 实验装置 |
2.3 催化剂的表征 |
2.4 催化剂的活性测试 |
2.4.1 Cr(Ⅵ)浓度的测定方法 |
2.4.2 Pb(Ⅱ)浓度的测定方法 |
2.4.3 催化剂活性评价 |
3 HGM/ZnIn_2S_4 漂浮型光催化剂的制备及性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 催化剂的制备 |
3.2.1 空心玻璃微珠(HGM)的预处理 |
3.2.2 HGM/ZnIn_2S_4 的制备 |
3.3 载体预处理条件的优化 |
3.3.1 预处理条件对复合催化剂除Cr(Ⅵ)性能的影响 |
3.3.2 最佳预处理条件的确定 |
3.4 HGM/ZnIn_2S_4 光催化剂的表征 |
3.4.1 扫描电子显微镜(SEM)形貌分析 |
3.4.2 X射线光电子能谱仪(XPS)谱图分析 |
3.4.3 比表面与孔隙度分析(BET) |
3.5 反应压强对HGM/ZnIn_2S_4 形貌结构及催化活性的影响 |
3.5.1 X射线衍射仪(XRD)谱图分析 |
3.5.2 扫描电子显微镜(SEM)形貌分析 |
3.5.3 紫外-可见光漫反射吸收光谱(UV-Vis)谱图分析 |
3.5.4 反应压强对复合催化剂除Cr(Ⅵ)性能的影响 |
3.6 催化剂的光催化活性 |
3.6.1 漂浮型复合光催化剂的优势分析 |
3.6.2 水动力条件对光催化活性的影响 |
3.6.3 反应液pH对光催化活性的影响 |
3.6.4 光催化剂的稳定性研究 |
3.7 本章小结 |
4 HGM/ZnIn_2S_4/α-Fe_2O_3 复合光催化剂的制备及性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 催化剂的制备 |
4.2.1 粉体α-Fe_2O_3的制备 |
4.2.2 HGM/ZnIn_2S_4/α-Fe_2O_3 异质结光催化剂的制备 |
4.3 HGM/ZnIn_2S_4/α-Fe_2O_3 催化剂的表征 |
4.3.1 扫描电子显微镜(SEM)形貌分析 |
4.3.2 X射线光电子能谱仪(XPS)谱图分析 |
4.3.3 X射线衍射仪(XRD)谱图分析 |
4.3.4 透射电子显微镜(TEM)分析 |
4.3.5 紫外-可见光漫反射吸收光谱(UV-Vis)谱图分析 |
4.3.6 比表面与孔隙度分析(BET) |
4.4 改性前后催化剂光催化去除Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)的活性实验 |
4.4.1 光催化还原Cr(Ⅵ)活性测试 |
4.4.2 光催化去除Pb(Ⅱ)活性测试 |
4.4.3 光催化剂的稳定性研究 |
4.5 α-Fe_2O_3含量对催化剂形貌结构及催化活性的影响 |
4.5.1 扫描电子显微镜(SEM)形貌分析 |
4.5.2 X射线衍射仪(XRD)谱图分析 |
4.5.3 α-Fe_2O_3含量对催化剂除铬性能的影响 |
4.6 催化剂光催化还原Cr(Ⅵ)条件优化 |
4.6.1 反应液pH对光催化活性的影响 |
4.6.2 催化剂投加量对光催化活性的影响 |
4.7 HGM/ZnIn_2S_4/α-Fe_2O_3 的增强型光催化作用机理 |
4.8 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 攻读硕士期间发表的论文 |
(10)磁性三维有序大孔导电颗粒的制备及其在电化学分析方面的应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 研究背景 |
1.2 多孔材料的分类 |
1.3 三维有序大孔材料(3DOM)的制备 |
1.3.1 单分散胶体微球的合成 |
1.3.2 胶体晶体模板的形成 |
1.3.3 胶体晶体模板的填充 |
1.3.4 胶体晶体模板的去除 |
1.4 三维有序大孔材料的应用 |
1.4.1 催化剂和载体 |
1.4.2 吸附剂和载体 |
1.4.3 光学领域 |
1.4.4 传感器 |
1.4.5 电容器 |
1.4.6 电极材料 |
1.5 三维有序大孔颗粒的制备 |
1.5.1 喷雾干燥法 |
1.5.2 液滴微流控法 |
1.6 三维有序大孔颗粒的应用 |
1.6.1 光催化领域的应用 |
1.6.2 电催化应用 |
1.6.3 生物检测应用 |
1.6.4 药物输送及监控应用 |
1.7 本课题的主要研究内容 |
1.8 本论文的创新点及意义 |
第二章 液滴微流控法制备胶体晶体微球 |
2.1 引言 |
2.2 实验试剂及实验设备 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 单分散SiO2纳米粒子的制备 |
2.3.2 微流控装置的搭建 |
2.3.3 胶体晶体微球的制备过程: |
2.4 样品表征 |
2.4.1 微球粒径测量 |
2.4.2 表面形貌表征 |
2.4.3 数码相机表征 |
2.5 结果与讨论 |
2.5.1 单分散SiO2纳米粒子的合成原理 |
2.5.2 TEOS和浓氨水量对微球粒径的影响 |
2.5.3 液滴微流控法生成液滴的过程 |
2.5.4 胶体晶体微球生成条件的探究 |
2.6 小结 |
第三章 胶体晶体模板法制备磁性三维有序大孔颗粒 |
3.1 引言 |
3.2 实验试剂及实验设备 |
3.2.1 实验试剂 |
3.2.2 试验设备 |
3.3 实验方法 |
3.4 样品表征 |
3.4.1 表面形貌表征 |
3.5 结果与讨论 |
3.5.1 填充次数对3DOM骨架结构的影响 |
3.5.2 蚀刻时间对3DOM结构的影响 |
3.5.3 磁性3DOM碳微球的磁性能和吸附性检测 |
3.6 小结 |
第四章 三维有序大孔导电磁性碳颗粒电化学性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验试剂及设备 |
4.2.1 实验试剂 |
4.2.2 实验设备 |
4.3 磁性三维有序大孔导电碳颗粒表面物质传输行为 |
4.4 磁性三维有序大孔碳微球孔径与其电化学性能的关系 |
4.5 小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
四、光催化介孔玻璃微珠载体材料的研究(论文参考文献)
- [1]煤气化细渣在土壤改良及水污染治理中的资源化利用研究[D]. 朱丹丹. 吉林大学, 2021(01)
- [2]垃圾焚烧灰渣制备泡沫微晶玻璃工艺及其机理[D]. 张俊杰. 北京科技大学, 2021(08)
- [3]可磁回收Ag-TiO2光催化剂/TiO2@芽孢杆菌处理黄药废水的研究[D]. 李官超. 太原理工大学, 2021(01)
- [4]卤氧化铋基漂浮型可见光催化剂的制备及其降解有机污染物性能研究[D]. 尹金慧. 江南大学, 2021(01)
- [5]二氧化钛光催化剂固载化研究进展[J]. 徐丽亚,周梦莹,张峰,陈小攀,易佳玲,黄瀚坤,胡雨聪. 工业催化, 2021(01)
- [6]铟掺杂TiO2光催化剂的合成和及其性能研究[D]. 韩铭. 沈阳理工大学, 2021(01)
- [7]钨酸铋光催化材料制备及其性能研究[D]. 董英昊. 沈阳理工大学, 2021(01)
- [8]粉煤灰漂珠基ABW沸石的制备及其催化性能[D]. 张叶. 西安建筑科技大学, 2020
- [9]α-Fe2O3改性漂浮型HGM/ZnIn2S4光催化剂及其去除水中Cr(Ⅵ)和Pb(Ⅱ)的性能研究[D]. 韩煦. 西安建筑科技大学, 2020
- [10]磁性三维有序大孔导电颗粒的制备及其在电化学分析方面的应用[D]. 孔亚伟. 西北农林科技大学, 2020