tio_2@pani@铁氧体光催化磁流体的制备及其光催化与磁回收性能研究

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1、公开、Ｘ７０３．１中图分类号：密级：ＵＤＣ：本校编号；讀Ｗ义４乂爭ｊ硕±学位论文）４■Ｔｉ〇２０ＰＡＮＩ５１铁氧体光催化磁流体论文题目．的制备及其光催化与磁回收性能研究—．１０２１２０９６研究生姓名：卢迪学号：任学昌教授学校指导教师姓名；职称：工学硕去专业市政工程申请学位等级：；２０１５．０６２０１５．４论文提交日期；Ｊ＿＿论义答辩日期：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下

2、进斤的研巧工作和取得的研巧成果，陈了文中特别加标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰拥《通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。庄＾学位论文作者签名：兴年＾月＾日：签字日期－？．学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州巧通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰、州交通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，

3、并采用影印缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅和惜阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和碰盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）為／学位论文作者签名；兔导师签名；签字日期：至年月日签字日期：！／，义串（月／／日＞１＾１名硕士学位论文TiO2@PANI@铁氧体光催化磁流体的制备及其光催化与磁回收性能研究PreparationofTiO2@PANI@ferritemagneticfluidanditsphotocatalyticactivityandmagneti

4、crecovery作者姓名：卢迪0学科、专业：市政工程0学号：02120960指导教师：任学昌0完成日期：2015.40兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要纳米TiO2光催化剂具有无毒、无害、无腐蚀性、氧化能力强、催化活性高、无二次污染等优点，是一种在水处理等方面有广泛应用前景的绿色环保材料。但是纳米TiO2光催化剂由于分离回收难、难以重复利用、无法连续运行等缺点，而负载型TiO2光催化剂存在着光源布局困难、催化活性下降等问题。制备具有高催化效率和磁

5、回收性能的壳@壳@核结构的磁载纳米光催化剂是研究的重点。壳@核结构的磁载纳米光催化剂的制备主要有两种形式。一是在磁核(铁氧化物)的表面直接负载TiO2光催化剂。这种结构由于TiO2光催化剂与磁核直接接触，容易产生诱导光溶解现象，磁核的干扰导致光催化活性下降。因此加入惰性隔离层，制成壳@壳@核结构的磁载光催化剂以防止磁核与TiO2直接接触及磁核物质在TiO2中的扩散，从而减少对TiO2光催化活性的影响。然而，对于壳@壳@核结构的磁载光催化剂的制备来说，目前常见的合成方法均需要煅烧或烘干使得TiO2牢固负载

6、在磁核的表面。这就导致其制备步骤繁琐，材料成型率低，制备成本高昂，难于实际应用。同时壳@壳@核结构的粉末态磁载光催化剂，经烘干研磨后，容易破坏其结构的完整性，导致光催化活性的急剧下降；而不经过研磨直接应用，无论是机械搅拌还是超声震荡，均无法使其有效分散，严重影响了光催化效率。在纳米磁性粒子的表面负载惰性隔离层，再在其表面原位负载TiO2光催化剂，制备成具有光催化作用的磁流体，将能克服粉末态磁载光催化剂分散性能差以及制备过程繁琐的缺点。聚苯胺(PANI)@铁氧体高分子纳米复合材料不但具有磁性能，可方便地对

7、其进行磁分离。更为重要的是，具有导电性能的PANI同时兼具良好的抗氧化性能，与单独的纳米铁氧体相比，溶液内的PANI@铁氧体纳米粒子之间直接接触的机会减少，分散性明显得到增强。本文以原位合成法制备PANI@铁氧体磁性复合材料，将TiO2负载于磁性材料上，采用低温水热法制备TiO2@PANI@铁氧体光催化磁流体，考察其光催化活性和磁回收性能。用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外分光光度计(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)等对制备的催化剂的物相组成、

8、形貌、表面性质、磁学性质等进行了表征。以100mg/L苯酚为模拟污染物，通过降解苯酚的反应速率常数K和COD的降解率，考察其光催化活性，并结合自制的磁回收设备，考察其催化活性寿命。通过实验研究，本文得到如下结论：（1）通过改变实验条件，尝试制备几种PANI惰性隔离层，通过光催化活性实验，确定出最佳的PANI的制备方法。分别以不同钛源为原料制备出TiO2@PANI@Fe3O4光催化磁流体，通过光催化活性与磁回收性能实验，选出最优光催化磁流体。