大学化工毕业设计-开题报告.doc

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1、毕业设计(论文)开题报告学生姓名：班级学号：所在学院：专业：设计(论文)题目：基于过程耦合的光催化过程强化研究指导教师：年月日1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告

2、第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述1972年，Fujishima等[1]发现利用TiO2半导体单晶电极可发生光催化使水分解成H2和O2，这标志着均相光催化材料的研究进入了一个崭新的时代。1976年，G

3、arey等[2]用TiO2光催化剂脱除了多氯联苯中的Cl。1977年，Frank等[3]发现用TiO2在水相体系中可光催化降解氰化物，揭开了TiO2半导体光催化在环保中应用的研究序幕。具有多相光催化性能的半导体包括WO3、TiO2、CdS、ZnS、ZnO、Fe2O3、CdSe等[4]，其中的TiO2由于具有抗化学腐蚀和光腐蚀、性能稳定、无毒、催化活性高、价廉等优点[5]而最受重视和具有广阔的应用前景。光催化的机理[6]具体来说即为在光照下，如果光子的能量大于半导体禁带宽度，处于价带上的电子被激发到导带上，从而在导带上生成高活性电子(e-)，价带上生成带

4、正电荷的空穴(h+)，结果在半导体表面产生了高活性的电子-空穴对。价带空穴是良好的氧化剂，导带电子是良好的还原剂，在半导体光催化反应中，一般与表面吸附的H2O，O2反应生成氧化性很活波的羟基自由基(•OH)和超氧离子自由基(•O2-)。能够把各种有机物氧化直接氧化成CO2、H2O等无机小分子，而且因为他们的氧化能力强，使一般的氧化反应一般不停留在中间步骤，不产生中间产物[7]。遗憾的是，长期以来，光催化技术的处理效率始终难以达到在实际中应用的水平，主要原因就在于光生电子和空穴的复合率高，抑制了二者同溶液中物质的反应。近几年来，臭氧-光催化联用技术作为新

5、发展起来的新型高级氧化技术(AdvancedOxidationProcesses，AOPs)，以其具有能耗低、操作简便、反应条件温和、反应范围广、可减少二次污染等突出优点而被广泛应用于有机废水[8]。尽管臭氧氧化在处理有毒污染物或无法生物降解污染物方面有着一定的应用，但单纯臭氧氧化在废水处理中同样存在着一些问题[9]，如臭氧的发生成本高，而利用率低，臭氧与有机物的反应选择性强等。为此，将光催化和臭氧两种技术相联合，一方面增强了光催化技术的氧化能力，另一方面也降低了臭氧用量，节约了处理成本。同时，二者的联用还扩大了处理有机污染物的范围。因此，对光催化-臭

6、氧联用技术的研究就有了节约能源、保护环境、实现可持续发展的重大意义。臭氧-光催化联用技术对污染物的降解具有协同效应的主要原因是光催化和臭氧相联合时，臭氧具有很强的亲电性，能捕获光催化过程中产生的光致电子(e-)，生成更多的强氧化剂羟基自由基(·OH)，同时抑制了电子和空穴的简单复合，提高了光量子效率。可以简要地用下述方程式表示：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)由此可见，臭氧-光催化联用技术中，臭氧提高单一光催化的光量子效率，同时，光催化促进臭氧分解成氧化性更强的·OH，如式(1)～(7)，从而提高臭氧分子的利用率，降低臭氧用量,达到经济高效的

7、目的。胡军[10]等研究了臭氧-光催化联用技术对苯胺、溴铵酸、对硝基苯废水的处理效果。结果表明，臭氧-光催化联用处理这些废水具有一定的协同效应，臭氧捕获了光催化过程中产生的电子，生成更多的HO·，与单独光催化和臭氧相比COD去除率大大提高。pH对臭氧-光催化联用处理废水的影响不大，而且COD去除率都能达到90%以上，说明此技术适用pH范围广。在光催化发展的最初阶段，用分散相TiO2粒子悬浮在溶液中作为催化剂，用光照射对有机物进行降解反应，这种体系称为悬浆态。悬浆态较为简单方便，而且由于半导体的比表面积与被光解物更充分的接触，受光也较充分，一般光解效率较

8、高。故在早期开发应用中以及大量的实验室研究工作中都采用悬浆态体系。Mathews曾对苯、苯酚、