水葫芦模板介孔TiO2的制备及其催化性能的研究

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1、云南大学化学科学与工程学院硕士研究生毕业论文指导教师：王家强教授水葫芦模板介孔Ti02的制各及其催化性能的研究Synthesis，characterizationandcatalyticactivityofMesoporousMorph—Ti02UsingWaterHyacinthasbio-template研究生：于飞1201001289独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的

2、研究成果，对本文的研究做出贡献的集体和个人均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：篓圣El期：2坦五：毖论文使用和授权说明本人完全了解云南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文和论文电子版；允许论文被查阅或借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵循此规定)研究生签名：堑§导师签名：乏耄奄日期：丝理：￡埋本人及导师同意将学位论文提交至清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”

3、进行电子和网络出版，并编入CNKI系列数据库，传播本学位论文的全部或部分内容，同意按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。研究生签名：导师签名：——日期：——摘要水葫芦因其生物结构上的特点，使其在水污染治理中发挥了重要的作用。其可以在污水中进行繁殖，通过自身的生长代谢吸附污水中的氮、磷等营养物质，同时，还可以富集不同类型的重金属元素或吸附降解有机染料。本文意在通过生物模板法合成介孔材料，该材料可成功复制出水葫芦生物模板的结构特点和良好的功能，使合成的材料拥有多级结构的同时，

4、具有了良好去除重金属和有机染料的能力。环己酮是重要化工原料，是制造尼龙、己内酰胺和己二酸的主要中间体，其应用领域广泛，但环己烷的氧化是一个低效的反应，因此如何高效、绿色氧化环己烷制备环己酮受到学术界和企业的重视。本文分别以水葫芦的根、茎、叶为模板且不加任何助剂成功制备了Ti02催化剂，将合成出的材料进行SEM、N2吸附一脱附、XRD、UV-vis表征，并进一步考察了该系列材料的吸附、催化性能。对重金属和有机染料的吸附试验表明，该材料不仅复制了水葫芦模板剂的形貌，同时也复制了水葫芦对重金属和有机染料

5、的良好吸附性能。生物模板法制备的根．Ti02、茎一Ti02、叶一Ti02对Cu、Fe、Mn、Pb有较高的吸附容量，其中最高的为茎．Ti02对Mn的吸附容量60．0mg／g。而这些材料对Cr、Cd和Co的吸附容量相对较低，叶．Ti02对Cd的吸附容量仅为2．9mg／g。值得一提的是，以重金属培养液(Cr3+)培养后的水葫芦为模板合成了Yi02，该材料对Cr离子的吸附效果大大增加，吸附率从7．2％、23％和10．2％(根．Ti02、茎．Ti02、叶．Ti02)增加到83％、89％、86％(Cr3+-根

6、一Ti02、Cr3+_茎一Ti02、Cr3+_叶一Ti02)。相反的，Cr3+．水葫芦．Yi02对其它金属离子如Mn的吸附率有所减小，其中以茎为模板制各的Ti02的对比最为明显，水葫芦茎．Ti02对Mn的吸附率为99％，而Cr3_．水葫芦茎一Ti02对Mn的吸附仅为15％。另一方面，利用光沉积法，合成出了负载Pt单质的水葫芦一Ti02(水葫芦Pt％．Ti02)，并将其作为光催化剂应用于光催化氧化环己烷制备环己酮。探讨了不同催化剂类型、氧化剂用量、溶剂及溶剂用量、反应时间等因素对该反应的影响。结果表

7、明以二氯甲烷为溶剂，工业氧为氧化剂，800w氙灯为光源，反应6h，环己酮的选择性为，一100％，环己烷的转化率为5．9％。关键词：水葫芦模板；重金属；光催化氧化；环己酮AbstractAsa_qimportantchemicalrawmaterialsandkeyintermediatesforthenylon、caprolactamandadipicacid，cyclohexanoneplayanimportantroleinthechemicalindustry．However,thereac

8、tionofcatalyticoxidationcycohexanecytoclohexanoneisallinefficientreaction．SohowtoresearchanddevelopefficiencyandgreenchemicalreactionofcatalyticoxidationcycohexanecytoclohexanonegetsmoreandmoreattentionfromenterprisesandtheacademiccircleWaterh