复合纳米tio_2光催化剂制备及光催化降解海产品深加工废水

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1、分类号密级UDC编号硕士学位论文复合纳米TiO2光催化剂制备及光催化降解海产品深加工废水徐晓（1218013）指导教师姓名于晓彩教授专业名称环境科学论文答辩日期2015年6月学位授予日期2015年6月StudyonthephotocatalyticdegrationofseafoodprocessingwastewaterbynanometertitaniumdioxideThesisSubmittedtoDalianOceanUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeo

2、fMasterofScienceByXiaoXuThesisSupervisor:Prof.XiaocaiYuJune,2015摘要摘要随着海产品深加工行业的不断发展，海洋环境和其他排水区环境的恶化等问题经常发生，此外深加工所产生的大量废水排入大海，增加了废水处理的难度和处理成本。如何控制污染源，保证海产品深加工行业的健康发展，已经成为了迫切需要解决的重大问题。本4++论文通过对纳米TiO2光催化材料进行锡、锂掺杂改性，制备了Sn-TiO2、Li-TiO2以及负载+型Li-TiO2复合光催化剂。全面考察了光催化氧化海产品深加工废水中的氨氮和CO

3、D降解能力的因素以及催化剂催化性能，并将其应用于海产品深加工废水污染的处理中，取得了4+++良好的效果。确定了Sn-TiO2、Li-TiO2以及负载型Li-TiO2光催化降解海产品深加工废水污染的优化实验条件，并对光催化降解的动力学反应过程进行了研究，本论文的主要成果如下：(1)采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2光催化剂，用XRD、SEM等测试手段对催化剂的晶型、粒径、形貌等进行了表征。探讨了在紫外光照射下进行光催化氧化海产品深加工废水中氨氮和COD的研究，考察了催化剂添加量、溶液pH、氨氮初始浓度、COD初始浓度、光照时间等因素对模拟海产品深加

4、工废水中高浓度氨氮和COD降解率的影响。正交实验表明：纳米TiO2光催化剂能有效催化降解海产品深加工废水中的氨氮和COD等污染物，其优化处理条件为：纳米TiO2用量为0.9g/L、氨氮初始浓度80mg/L、COD初始浓度300mg/L、溶液pH为9、紫外光照射3h，在此优化工艺条件下，氨氮和COD的降解率分别可达69.76%和73.33%。(2)从解决问题出发，采用优化的溶胶-凝胶法制备掺杂锡的纳米TiO2光催化剂。用4+XRD、SEM表征光催化剂晶型、粒径、形貌；实验结果表明：制得的纳米Sn-TiO2光催化剂，粒径尺寸分别是19.18nm、2

5、0.05nm、21.80nm、29.70nm。考察了掺杂比、催化剂用量、氨氮初始浓度、COD初始浓度、pH值、以及过氧化氢体积浓度六个因素对光催化降解氨氮和COD过程的影响。通过正交实验确定优化的条件为：废水中氨氮浓度为50mg/L，催化剂4+掺杂量为3%，COD初始浓度600mg/L，Sn-TiO2用量1.5g/L；H2O2体积分数为3%；紫外光照时间为2小时；pH值为8时，氨氮和COD光催化氧化降解率分别达到86.45%和74.67%。+(3)利用溶胶-凝胶法制备出Li-TiO2复合纳米光催化剂，各个样品在选定的Li掺杂量的+范围内，掺Li

6、-TiO2光催化剂样品依然成锐钛矿型。所制备的不同催化剂粒径范围在+15.6-52.4nm。研究了Li-TiO2复合纳米光催化剂光催化降解海产品深加工废水的能力及影响其降解能力的因素，确定了锂掺杂纳米TiO2光催化剂光催化降解海产品深加工废水的优+化实验条件。Li-TiO2复合纳米光催化剂光催化降解海产品深加工废水效率高，锂掺杂量、催化剂用量、pH值、氨氮初始浓度、COD初始浓度、以及H2O2溶液投加量六个因素影响光催化降解能力，在优化实验条件下海产品深加工废水中锂掺杂量5%，氨氮初始浓度为+80mg/L，COD初始浓度300mg/L，Li-T

7、iO2用量0.9g/L，H2O2体积分数为5%，反应时间为2小时，pH值为8时，氨氮和COD光催化氧化降解率分别达到81.50%和78.67%。4+(4)研究了Sn-TiO2光催化氧化处理氨氮和COD的反应动力学，考察氨氮初始浓度、I摘要pH值、催化剂投加量以及H2O2溶液浓度对模拟海产品深加工废水中氨氮和COD的降解效果，氨氮和COD的光催化氧化可用Langmuir-Hinshelwood方程来描述，光催化氧化符合一级动力学方程。+(5)从治理环境污染出发，用偶联剂法制备聚丙烯多面球负载型Li-TiO2光催化剂和+活性炭负载型Li-TiO2光

8、催化剂。将两种负载型催化剂高效应用于海产品深加工污染废水的处理中。研究负载次数和重复使用次数等因素对催化降解海产品深加工废水中氨氮和+COD降解效果。