组合光催化降解废水中有机物的研究

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1、学校代号：10532学号：S03115002密级：湖南大学硕士学位论文Y892896组合光催化降解废水中有机物的研究堂焦宝遗厶丝刍!肖篷攫昱匝娃名星墼整!用尘王熬援!擅曼2墙差望焦；丝堂丝王堂隧童些名整!毡堂王苎迨塞提室旦羽；2QQ§生Q5旦监窑筌彗目期；2QQ§生Q§旦鳘整蚕基盒圭韪；堡侄篮熬援硕士学位论文摘要光催化氧化是一；f申有效的解决水和空气污染阃题的方法。在光催化氧化的研究中，Maier等人研制出了基于HPLC技术的高通量光催化降解有机物的反应装置，大大缩短了催化剂筛选的时问，然而他们的检测速度很难跟上反应的速度。

2、阻此，设计一套能实现光催化反应“现场直播”的组合化学反应器和快速检测系统成为当前比较重要的课题。在本论文中，我们首先研制出了一套组合化学反应装置，然后根据己二胺能与胺基荧光剂反应生成荧光性物质的原理，建立了一套多通道荧光分析系统来分析己二胺的降解程度，并且用这种方法来评价催化剂。通过对比荧光成像检测技术和以甲基橙为反应液的紫外分光光度检测技术，我们发现两者的结果是吻合的，这证明了我们的检测方法的可靠性。利用这套组合化学反应器和检测系统，我们可以最多回步检测121个样品，实现了催化熟筛选的批量化。然后，我们研究了聚合物P1(H

3、O(CH2CH20)20(CH2CH(CH3)O)70(CH2CH20)20H)在紫外光和可见光下对催化剂反应活性的影响。选用比表面为1．73m2，g的二氧化硅作为催化剂的载体，我们采用溶胶．凝胶技术制备了同样组成的加聚合物P1的催化剂组和未加聚合物P1的常规催化剂组。实验结果表明，前者的催化活性整体上优于后者。同时，在加入聚合物P1的条件下，我们研究了掺杂Zr02、Nb20s和W03的Ti02催化剂在紫外光照射下的反应活性。研究表明，添觑lZr02对Ti02的催化活性影响不大，而添加Nb205或W03时却增强了Ti02的催

4、化活性。组成为20～30％Nb20s-10～20％W03．50—70％T102催化剂表现出了最高的催化活性。此外，我们还对Nb205-W03一Zr02三元组分催化剂进行了研究，实验结果表明30～40％W03-60～70％Nb205比传统的Ti02催化剂活性高。最后，我们研究了加入聚合物Pl的催化剂组Zr02．W03．Ti02、V20s—M003．Ti02、Zr02-Nb205-W03在可见光照射下的催化活性，研究表明，添力／1Zr02对Ti02并没有增强Ti02的催化活性，而添Jjnw03却增强了Ti02的催化活性；在V20

5、s．M003．Ti02催化剂组中。活性最高区域为20～30％T102—30～50％M003．40～60％V205：在Zr02一Nb205一W03催化剂组中，添JOHZr02使得Nb205催化性能降低，当加入40—90％的W03时，Nb205的催化活性大大增加，其中，组成为80％W03．20％Nb205催化剂表现出最高的催化活性。关键词：光催化，组台化学，荧光检测，模板剂II堡盒垄竺些璧竺璧查塞塞!!塑墼至查AbstractPhotocatalysisdegradMionwasprovedtobeanefficientappr

6、oachforthepurificationofairandwater．Inthisarea，Maiereta1．developedahighthroughputtechnologyforphotocatalyticdegradationoforganicpollutantbasedonHPLCscreeningtechnology，andshortedthetimeforcatalystdiscovering，howevertheanalysisrateofHPLCcannotcatchupthereactionrate．

7、Hence，itisdesiredtodesignarealhighthroughputanalysismethodtomeettherequirementofthisinvestigation．Inthiswork，Wehavedesignedacombinatorialreactor，andafluorescenceimaginganalysissystem，whichcansimultaneouslyconductmorethanl00catalyticreactionsandanalysisthesesamplesi

8、nseconds．TheresultsfromourfluorescenceimaginganalysiswerecomparedwiththatfromthetraditionalUVmethod．Forthesamecatalysts，wehaveobtainedthesameresu