复合光催化剂tio_2-乙炔黑的制备及其光催化降解染料废水研究

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目复合光催化剂TiO2-乙炔黑的制备及其光催化降解染料废水研究作者姓名黎翠学科专业环境工程指导教师盛义平教授2015年5月II中图分类号：X703学校代码：10216UDC：502密级：公开工学硕士学位论文复合光催化剂TiO2-乙炔黑的制备及其光催化降解染料废水研究硕士研究生：黎翠导师：盛义平教授申请学位：工学硕士学科专业：环境工程所在单位：环境与化学工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学IIIIIIADissertationinEnvironmentalEngineeringPREPARATIONOFTIO2-ACE

2、TYLENE-BLACKCOMPOSITEPHOTOCATALYSTANDPHOTOCATALYTICDEGRADATIONOFDYEWASTEWATERbyLiCuiSupervisor:ProfessorShengYi-PingYanshanUniversityMay,2015IVIV燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《复合光催化剂TiO2-乙炔黑的制备及其光催化降解染料废水研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，

3、均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《复合光催化剂TiO2-乙炔黑的制备及其光催化降解染料废水研究》系本人在燕山大学攻读□士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。(请在以上相应

4、方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日VV摘要光催化氧化法能够将光能转化为化学能，从而降解废水中的有机污染物。TiO2作为该领域最受关注的光催化材料之一，有着价廉、无毒、不发生光腐蚀和化学稳定性好等优点。但是，TiO2的光量子转换效率低和不能有效地利用可见光等不足极大限制了它的应用。为寻求活性更高的光催化剂，人们对TiO2的改性进行了广泛地研究。近年来，制备含碳材料的TiO2纳米复合光催化剂，已经成为了研究热点。乙炔黑是一种具有独特的导电性能和较大比表面积的碳材料。在本文的研究中，利用溶胶-凝胶法制备出了TiO2-乙炔黑纳米复合光催化剂TABx；并用透射电子显微镜，X射

5、线衍射，紫外-可见漫反射谱和荧光光谱对其进行了表征。通过XRD分析，该工艺下制备出的催化剂为锐钛矿相TiO2的衍射峰，说明催化剂的制备过程中除了TiO2和乙炔黑之外没有新的物质形成。使用Scherrer公式计算出催化剂中TiO2以及TiO2-乙炔黑的平均粒径分别为13.62nm和11.98nm。结合荧光光谱的分析结果可知，乙炔黑在二氧化钛中可以作为电子的浅势陷阱，促进电子和空穴的分离。TABx的吸附能力和光催化活性，通过在太阳光下降解罗丹明和茜素红染料模拟废水进行了检验。结果表明：TABx对罗丹明有很好的吸附和光催化降解的能力，而对茜素红仅增强了其光催化降解能力。用量为0.5g/L的TAB5

6、%复合光催化剂降解效果最好，对于10mg/L的罗丹明其吸附和光降解去除率均达到98.5%以上。对于100mg/L的茜素红，用量为0.5g/L的TAB0.75%解效果最好，光降解去除率达到96%以上。以上结果说明，复合一定效果乙炔黑对于二氧化钛的光催化活性有很大影响。它是提高TiO2光催化活性的有效途径。关键词：光催化；二氧化钛；溶胶凝胶；乙炔黑VIVIAbstractTheorganicpollutantsexistentinwastewatercanbedegradatedbythemeansofphotocatalysis.Asoneofthemostwidelyfascinatingc

7、atalystmaterials,titaniumdioxidepossessesmanykindsofadvantages,suchaslowercost,non-toxicity,nophotocorrosion,goodstabilityandstrongoxidativecapacity;butsomedisadvantages,i.e.,thelowquantumtransferefficiency