改性二氧化钛光电催伦降解苯酚溶液的研究.pdf

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1、改性二氧化钛光电催化降解苯酚溶液的研究StudyonPhotoelectrocatalyticDegradationofPhenolSolutionbyModifiedTi02Nanomaterials2011年4月合肥工业大学lIIIIIIII11[111IllI1[IIY1886139本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：彳氰毛同丈糊千罾技茬赠檄委员：存等良钒夕业大髻细乙叶㈨恤铷地硌敞导师：身嘲∽髻挝赴独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中

2、特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金胆工些叁堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。⋯⋯擗靠歇青撕辄跚钾潮学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金世』些厶堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权合肥：r：业人堂一可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有．关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)⋯⋯名

3、：歙荡I签字日期：勿7f年年月z加学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名：芝凌签字日期：如，／年眵月≯≥日电话：邮编：改性二氧化钛光电催化降解苯酚溶液的研究摘要苯酚是一种对人类有害且常见的有机污染物，广泛存在于各类工业废水之中。近年来，利用光(电)催化技术降解污染物受到了越来越多的关注，本文采用苯酚作为代表性污染物，制备出纳米Ti02作为光催化剂，进行光(电)催化实验研究。本文采用溶胶．凝胶法制备了纳米Ti02粉体，利用XRD、TEM、UV．VisDRS和PL对其结构和性能进行了研究。实验结果表明：颗粒粒径随煅烧温度的增加而增大，当焙烧温度为550oC时，Ti02粉体

4、结晶度最好且为锐钛矿型，平均粒径约22．82nm；Ti02在波长为200nm一345nm内有较强的吸收；焙烧温度为550oC制得的纳米Ti02粉体的光催化性能最好。采用自然延流法在载玻片上制备出纳米Ti02薄膜，薄膜厚度约为30gm。以300W高压汞灯为光源，进行光催化降解苯酚溶液的研究。纳米Ti02薄膜光催化降解苯酚的最优条件为：催化剂加入量O．100g，光照时间4h，H202加入量0．50mL。寿命实验结果表明：制备的Ti02薄膜具有良好的寿命，随着使用次数的增加其光催化活性基本不变，薄膜中Ti02未发生光腐蚀现象。Ti02薄膜光催化降解苯酚溶液6h样品和稀释60倍的真实废水5

5、h样品的COD去除率分别为90．45％、69．28％。采用溶胶．凝胶法分别制备Bi、Ce和S掺杂Ti02光催化剂。XPS显示元素掺杂形态均为氧化物，其化合状态分别为Bi”、Ce4+和S6+离子。三种元素的加入均使Ti02对可见光的吸收强度增大，可见光降解苯酚实验表明：Bi的最佳摩尔掺杂量为O．04％，Ce的最佳摩尔掺杂量为0．04％，S的最佳摩尔掺杂量为O．05％。采用涂覆法制备纳米Ti02电极，光电催化降解苯酚溶液的实验结果表明：光电催化优于光催化和电催化，紫外灯激发优于日光灯激发。室温(20oC)下，光电催化最佳条件为：支持电解质Na2S04浓度O．100tool·L-1，外加

6、电压2．0V，溶液初始pH值为4．0，极间距O．60CIll。苯酚在Ti02电极上的光电催化降解遵循表观一级反应动力学规律。掺杂一定量金属离子提高了Ti02电极的光电催化性能。对于改性Ti02电极，其光电催化性能优异性顺序为：0．04％Ce．Ti02电极>0．04％Bi．Ti02电极>纯Ti02电极。HPLC分析结果表明：光催化降解苯酚产物主要包括邻苯二酚、对苯二酚、顺丁烯二酸、草酸和甲酸等。关键词l纳米Ti02；掺杂Ti02；光催化；光电催化；苯酚PreparationofModifiedTie2NanomaterialsandStudyonPhotoelectrocatalyt

7、icDegradationofPhenolSolutionABSTRACTPhenolisakindoforganicpollutantwhichdoharmtoorganismsevenatlowconcentrations．Itexistscommonlyinthewastewaterfrommanyindustries．Inthispaper,WeUSephenolasthetypicalorganicpollutant，takingthepreparednan