试析二氧化钛光催化剂的制备与改性及光电催化性能研究

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1、国内图书分类号：X703国际图书分类号：606工学硕士学位论文二氧化钛光催化剂的制备与改性及光电催化性能研究硕士研究生：李宁导师：盛义平教授申请学位级别：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授予学位单位：燕山大学万方数据ClassifiedIndex:X703U.D.C.:606DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONPREPARATIONANDMODIFICATIONANDPOTOELECTROCATALYSISOFTiO2Candidate:LiNingSupe

2、rvisor:Prof.ShengYipingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:CollegeofEnvironmentalandChemicalEngineeringUniversity:YanshanUniversity万方数据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《二氧化钛光催化剂的制备与改性及光电催化性能的研究》，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。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已

3、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，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《二氧化钛光催化剂的制备与改性及光电催化性能的研究》系本人在燕山大学攻读硕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，本人如需发表将署名燕山大学为第一完成单位及相关人员。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、缩印或其他复制手段

4、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□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日万方数据摘要光电催化法能将废水中的有害物质完全矿化，这是其他废水处理方法所无法比拟的，其在废水处理领域中，具有很好的应用和推广价值。本文采用溶胶-凝胶法制备了粉末TiO2，并通过正交实验优化了粉末TiO2的制备工艺，探讨了影响溶胶-凝胶过程和TiO2催化性能的主要因素。又采用溶胶-凝胶法制备了载钛活性炭TiO2-AC，研究了钛酸丁酯、无水乙醇、去离子水、硝酸和活性炭的用量以及热

5、处理温度对TiO2-AC吸附性能和光催化性能的影响，通过工艺优化，制备了具有良好吸附性能和光催化性能的TiO2-AC。研究表明当钛酸丁酯、无水乙醇、去离子水和硝酸的用量分别为15mL、90mL、6mL、1.2mL，活性炭的用量为5g时，TiO2-AC的吸附性能和光催化性能最好。本文以TiO2-AC为催化剂，聚四氟乙烯(PTFE)为粘结剂制备了TiO2-AC-PTFE光阳极，并以苯酚为目标污染物研究了光阳极的吸附性能、光催化氧化性能、电氧化性能和光电催化氧化性能。探讨了影响光电催化反应的主要因素，如电流密度、阴极材料、pH和苯酚溶液的初始浓度等。

6、本文以氧扩散电极为阴极，TiO2-AC-PTFE为阳极，研究了光催化与电芬顿组合技术对苯酚的去除。发现光阳极良好的吸附性能可以大幅度地提高苯酚的总去除率，光电组合氧化有明显的协同作用且宜在酸性条件下进行。光阳极的成功制备，不仅解决了悬浮状二氧化钛粉末回收困难的问题，而且还可实现光催化与电催化的结合，提高废水的处理效率。2+3+3+本文还用Co、Co和[Co(NH3)6]对优化条件下制备的TiO2粉末进行2+3+改性。结果表明掺杂Co不能提高TiO2的光催化性能；Co在酸性溶液中3+不稳定，因而对提高TiO2的催化活性也无效果；但利用[Co(NH

7、3)6]对TiO2改性却能够提高其光催化性能。关键词光催化；二氧化钛；载钛活性炭；TiO2-AC-PTFE光阳极；苯酚；钴离子万方数据AbstractPhotoelectrocatalysiscanbeusedtomineralizehazardoussubstancescompletely,whiletheotherwastewatertreatmenttechniquescannotdoso.Photoelectrocatalysishasthegoodvaluesofapplicationandpromotioninthefieldofw

8、astewatertreatment.TiO2powderwaspreparedbysol-gelmethodfirstly,andtheprepar