活性炭微球tio_2复合光催化剂制备及其降解阳离子红研究

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1、学校代码10530学号201230151509分类号密级硕士学位论文活性炭微球/TiO2复合光催化剂制备及其降解阳离子红研究学位申请人黄春辉指导教师汪形艳学院名称化工学院学科专业环境科学与工程研究方向环境材料制备与应用二零一五年五月四日Activecarbonmicrospheres/TiO2compositephotocatalystpreparedanditsdegradationofcationicredresearchCandidateHuangChunhuiSupervisorWangXingyanC

2、ollegeCollegeofChemicalEngineeringProgramEnvironmentalEngineeringSpecializationPreparationandapplicationofenvironmentalmaterialsDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay4th,2015湘潭大学学位论文原创性声巧本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特

3、别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。＾作者签名；日期：＾１年＜月日《推皆＾ｙ学位论文販权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行、检索，可采用影印缩印或扫描

4、等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。＾作者签名；日期；麟Ｇ月日１（导师签名：）曰期：训年月曰身色ｊ＼摘要本文采用蒸汽热法成功制备了活性炭微球(ACMB)/TiO2的复合材料，并以ACMB/TiO2复合材料作为光催化剂，研究了其对阳离子红(X-GTL)废水的光催降解性能。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)系统表征了复合光催化剂的表面形态和结构特征；探讨了处理条件对X-GTL废水去除效果的影响，而且通过P-B实验设计和BBD实验设计得出了X-GTL的最佳降解条件；

5、此外，利用紫外-可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(FI-IR)、离子色谱、液相色谱等多种分析测试手段对X-GTL的降解产物进行了分析鉴定，推导出X-GTL降解路径；并结合自由基捕获实验分析了ACMB/TiO2复合材料的催化机制。主要研究成果如下：(1)利用SEM、XRD对ACMB/TiO2复合材料的表面形貌及复合材料中TiO2的晶型结构进行表征。结果表明：ACMB具有规则的球形形貌，分散性和流动性良好，ACMB颗粒粒径在300nm左右；复合材料既保持了ACMB的球形形貌，TiO2颗粒均匀的包覆在ACMB表面，

6、同时复合材料中TiO2颗粒的晶型是具有高催化性能的锐钛矿晶型。(2)考察了催化剂投加量、X-GTL初始浓度、溶液pH值、光照时间、光照条件等对X-GTL降解效果的影响。通过P-B实验和BBD实验表明：催化剂投加量、X-GTL初始浓度、溶液pH值是影响X-GTL去除效果的三个最主要因素，当催化剂投加量为0.4g/L、初始浓度为50mg/L、溶液pH=4时为最佳处理条件下，X-GTL的去除率高达98.65%；(3)利用UV-Vis、FT-IR、离子色谱、液相色谱等多种分析手段对X-GTL的降解产物进行分析鉴定。结果

7、表明：X-GTL在光催化降解过程中，先是助色基团断裂，然后是显色基团N=N键断裂，最后是苯环开环生成各种小分子有机酸。X-GTL的降解中间产物主要有对苯二酚、苯酚、3-氯酚、对硝基苯酚、硝基苯、3-氯硝基苯。(4)通过对反应前后复合光催化剂的FT-IR、XRD等分析，并结合自由基捕获实验，探讨了复合光催化剂的催化机制。结果表明：复合光催化剂具有较高的结构稳定性，复合光催化剂在反应后保持着高的催化活性，二氧化钛仍以锐钛矿晶型存在，超氧自由基在X-GTL的光催化降解过程中起主导作用。关键词：活性炭微球；TiO2；蒸

8、汽热法；阳离子红；催化机理IAbstract(ACMB)/TiO2compositematerialpreparedbysteamthermalmethodwasusedasphotocatalystforthephotodegradationofcationicred(X-GTL)wastewater.Theas-preparedcatalystswerecharacterizedb