探索纳米tio,2的制备及典型有机污染物光催化降解反应动力学研究

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1、华南理工大学硕士学位论文纳米TiO<,2>的制备及典型有机污染物光催化降解反应动力学研究姓名：廖东亮申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：肖新颜20030501摘要摘要纳米Ti02价廉易得、无毒溺害、具有商光催化活往、反应过程无二浚污染霉骛底矿往骞凝海染魏黪特装，或海蓬裁矮兵骞痊髑蓑鬟懿巍健化剂。本文罴霜了溶菠一凝驳法裁备出寒活整静绒米Ti02粉体，袋薅玻璃培养皿作为载体制备了光催化剂薄膜，并构造了浅池式固定床光催化反应器糯予宥枫躲的光催纯降解实验研究。通过对Ti02粉俸进行XRD帮TEM分褥，结果袭鼹采用溶液一凝胶法可以制备出典型的锐钛型纳米Ti02：Ti02晶粒随着

2、龋化温度升高而长夫，绥螽程度瓷随之辩毫，当滔凭漫袭超建600℃薅，殍始文褒金短鑫磊型，而且结晶程度明鼹比温度较低时要好；催化剂的结构和表磷特性对偻纯活经霄重要影豌。以甲醚和甲基橙的降解反成为模型反成，通过固定床浅池光催化反应器降解祷枫耪来评价先罐亿帮的活髅。研究了Ti02制备工艺对其光德豫性能戆影豌，褥出Ti02光催纯铡的优化剖鍪工艺条{警，但发理对于不同反应物体系，催化剂的最优活化工艺条件不同。如对甲醚溶液降解反斑，缡寒Ti02爨佬溪纯工艺条转分鬟为活纯温蹙500"C，活援跨瓣4—5hr；对甲基橙溶液光催化威应催化剂的活化温度为5009C，活化时间2hr。将垂粼鳆Ti02

3、镶纯裁与外辫鎏蠹步}样菇反应活往遴孬比较蒗蕊，自制的Ti02光催化剂和泰兴A缎米Ti02分别对甲醛和甲基橙具有最高的光催忧活褴，降解反威速率最高。采用经典的Langmuir-Hinshelwood动力学方程对光然倔反应过程进行描述；结果表明：甲酝与甲基橙的光催化降解反应都符合拟一级反应动力学横鳌；菠着反应躲裙始浓霾辩高，必壤袍反应速率降低，采溺L一至至海程拟合得到光催化反应速率常数k和吸附速率常数K。对于甲醛降懈爱应：k帮K分别为4。43×10石m01．L"t．mint移1．93×t03L，mol～；对于警基橙腿色反应：k魏K分别为8。12×10一tool。L-1．min"

4、1瓤5。74x106L。tool一。关键诡：翁米TiO：；光催键辩解；甲醛；甲基橙；反应动力学华南理工大学工学硕士学位论文AbstractNanoscaleTi02photoca协lyticoxidationreactionhasbecomethemostpromisingenvironmentalpurificationmethodbecauseofitsenvironmentalharmless，highphysicalandchemicalstabilityandhighoxidationactivityproperties，andtheamiablereaction

5、conditionsandcompletemineralizationoftheoxidationprocess．Sol-GelmethodisappliedinthispapertopreparedhighphotocatalyticreactivitynanoTi02particles。PhotocatalysisfilmsareformedontheglasssurfacewiththenanoTi02particles．Ashallowpondreactorisconstructedtocarryoutthep轰olocatalyticreactions。XRDan

6、dTEManalysisshowthattheTi02particlespreparedinthisworkareanatasenanoTi02particles．Thecrystalsizegrowsupandcrystallinityincreasewhenthecalcinationstemperatureincrease．Whencalcinationstemperaturesurpassed600℃，anataseTi02transformintorutileTi02gradually．ThephotocatalyticactivityoftheTi02chang

7、eddrasticallywiththepreparationconditionschanged．FormaldehydeandmethylorangephotoeatalyticdegradationreactionsareusedtoevaluatethephotocatalytieactivityofthenanoTi02particles．Theresultsshowthatthepreparationconditionsplayimportantrolesintheactivityofthephotoca