济南大学SRT项目申请书(修改)

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1、项Fl批准号大学生研究训练（SRT）计划项目申请书项目名称：负我型纳采傕化剂的制备及其性能研•克申请人：王智远学院（中心）：化学工程与工艺专业：化学化丄学院指导教师：王金刚职称副教授申请日期：2015年10月9H简表项冃名称负载型纳米催化剂的制备及其性能研究项目来源JA、自立项目；B、教师科研课题的了项目；C、其它。经费來源"、学校资助；B、导师课题资助；C、•企业资助；申请经费1000元起止年月2015.10-2016.10项FI申请人姓名1000性别男民族汉出生年刀1995.10学院（屮心）化学化工学院专业化学工程与工艺学号班级电话电了邮件兴趣爱好特长项目组主要成员姓名性别出牛

2、年月学院专业年级项目屮的分工签字指导教师王金刚学院化学化工学院职称副教授研究专长有机污染物处理、光催化剂的制备联系电话13153185923立项依据研究意义：工业的飞速发展对生存环境造成了极大的污染，近年来，水污染、大气污染等日益加剧，冇机污染物的降解已成为环境化学中的热点问题。目前冇机污染物的处理方法主要有物理法、化学法、生物法等。物理法主要是利用吸附的方法对有机色素进行处理，并不能降解有机物；生物法耗时＜、造价高，只能对污染物进行初级的处理；化学法可对有机污染物进行深度处理，但成本往往较高，处理和回收不彻底还会带來二次污染。常用的化学法有化学混凝法、光催化法、超声处理法等［卜3

3、］。相对于其他化学处理方法，光催化法反应因其高效、廉价等优点而备受关注。口前主要研究应用的光催化剂有Ti()2、ZnO等，但以P25、纳米ZnO为代表的粉末状催化剂在进行有机物降解处理时也有诸多不便，如自然环境下缺乏搅拌条件，导致催化剂沉于水底而失去作用。此外，粉末状催化剂述存在回收困难、易造成浪费和二次污染的缺陷⑷。将纳米光催化剂负载在载体上是解决上述问题的有效途径之一。木次研究的口的是制备一种负载型纳米光催化剂，使其具有更高的比表面积和更低的使用成本，使用时可悬于液体表面，提高对光的利用率，后期冋收也较为简单，可用于降解水中的有机物、清除水而浮油、染料脱色等。文献报道的载体轻质

4、粉煤灰、空心玻化微珠等［5血，本次研究主要利用钢网为载体，利用水热法在其表面合成具冇特殊形貌纳米ZnO,制备-•种能同时进行油水分离和降解水屮有机物的复合材料，该材料具有分离速率快、易冋收利用等优点，在污水处理、油水分离等方面具有广阔的应用前景。纳米ZnO有较高的光催化活性，但也存在稳定性较差的缺陷。有文献报道⑺,纳米ZnO在紫外线下易发生“光腐蚀”，造成其稳定性卜•降，重复利用次数减少,廿前文献中解决这一问题主要采用掺杂N或其它贵金属的的方法〔8】，使吸收带发生红移。这一方法的缺点是降低了对紫外光的利用，使降解效率有所降低，本次研究在合成负载型纳米ZnO的同时，探索在钢网表面构造

5、一层Nafion膜负载ZnO,利用构造疏水性通道，在不改变吸收带的前捉下，捉高ZnO的抗腐蚀能力，进而提高其催化性能。现状分析：1、氧化锌的制备口前纳米氧化锌的制备主要有溶胶-凝胶法、直接沉淀法、电化学沉积法、水热合成法、模板法等〔刃，其中水热合成法为最常用的一种方法，该法在水热反应釜内进行，主要用水作为反应体系的溶剂介质，在高温高压的条件下，形成新的形貌和新的物相。使用该方法获得的氧化锌形貌丰富、大小易控制、原料來源丰富，本次实验探究拟采用该种方法。2、纳米ZnO的不同形貌目前纳米ZnO主要以线状、片状、磁盘状、棒状等一维结构比较多［心⑴，如图1所示，本次实验探究在钢网表而合成二

6、维或三维六棱柱型ZnO,捉高其催化活性，如图二所示。图一不同形貌的ZnO图二文献屮钢网负载ZnO3、负载型纳米ZnO光稳定性的提高大量实验证明〔巾，ZnO光催化剂易被空穴氧化而发生光腐蚀，且在过酸过碱的环境下冇溶解的趋势，导致其光催化活性降低，影响其光催化效率和循环使用，目前文献中关于这一问题的解决方法鲜见报道。在ZnO表面建立亲水性通道可能是解决这一难题的有效手段，其机理如图3所示［⑶通过离子交换和沉淀反应制备了全氟磺酸膜负载氧化锌，利用膜上的亲水性通道提高氧化锌的抗腐蚀能力。本次研究，探索在钢网上利用Nation膜负载ZnO,利用膜上的亲水性通道,增加抗光腐蚀能力的可行性。eX

7、ReductionVBZnO图三疏水性通道提高光稳定性机理参考文献：[1]卢建杭.印染废水混凝脱色与染料结构与混凝剂Z间的关系[J].工业水处理,1999,19(4)：28-30[2]吴海宝，焦晓东•太阳能-TiO?非均相光催化污水脱色研究[J].屮国坏境科学，1997,17(1)：93-95[3]FanXM,LianJS,GuoZX.MicrostructureandphotolumincsccnccpropertiesofZnOthinfilmsgrownbyPL