本文關(guān)鍵詞：貴金屬負(fù)載｛001｝晶面暴露二氧化鈦薄膜的制備及光催化活性，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：藥品及個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品(PPCPs)在水環(huán)境中的出現(xiàn)和積累對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人體造成的潛在威脅,已經(jīng)成為人們關(guān)注的全球性環(huán)境問(wèn)題。以二氧化鈦半為基礎(chǔ)的光催化技術(shù)具有反應(yīng)條件溫和、能耗低、能礦化污水中絕大多數(shù)有機(jī)物等突出優(yōu)點(diǎn),在難降解有機(jī)物的處理中具有其他傳統(tǒng)水處理工藝所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。本文采用水熱法優(yōu)化制備了{(lán)001}晶面暴露二氧化鈦薄膜,在課題組前期研究的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)考察了添加醇的種類和氫氟酸濃度兩個(gè)因素對(duì){001}晶面暴露的二氧化鈦薄膜形貌的影響。發(fā)現(xiàn)添加異丙醇且氫氟酸濃度為0.03mol/L時(shí)制備的二氧化鈦薄膜更加穩(wěn)定且{001}晶面更加完整。采用低溫靜電自組裝法負(fù)載超細(xì)貴金屬顆粒于優(yōu)化條件下制備的{001}晶面暴露二氧化鈦薄膜表面,考察了貴金屬種類、溶膠p H值、溶膠溫度、浸漬時(shí)間等因素對(duì)負(fù)載貴金屬的形貌、分散性及光催化降解水溶液中典型的PPCPs類污染物苯扎貝特活性的影響。結(jié)果表明:載鉑{001}晶面暴露二氧化鈦薄膜具有更優(yōu)異的光催化活性,鉑溶膠的p H值為4,溫度為0℃時(shí),鉑顆粒與二氧化鈦薄膜間的靜電吸附力及貴金屬顆粒間的靜電排斥力達(dá)到最優(yōu)。分散均勻的超細(xì)鉑納米顆粒的數(shù)量及粒徑均隨沉積時(shí)間的延長(zhǎng)而增長(zhǎng)。浸漬時(shí)間為5min時(shí),制備的載鉑{001}晶面暴露二氧化鈦薄膜光催化活性最高,VUV下12min可將10mg/L苯扎貝特降解至檢出限以下,一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)是未載鉑{001}晶面暴露的二氧化鈦薄膜的2.03倍。以優(yōu)化條件下制備的載鉑{001}晶面暴露的二氧化鈦薄膜為進(jìn)一步研究對(duì)象,考察了其對(duì)不同初始濃度苯扎貝特的光催化活性,制備可重復(fù)性和催化穩(wěn)定性。結(jié)果表明,對(duì)初始濃度為5mg/L和1mg/L的苯扎貝特溶液,載鉑{001}晶面暴露的二氧化鈦薄膜也表現(xiàn)出優(yōu)于未載鉑{001}晶面暴露的二氧化鈦薄膜的VUV光催化活性,24min總有機(jī)碳的去除率均達(dá)到了70%,且表現(xiàn)出良好的制備可重復(fù)性和催化穩(wěn)定性。采用XRD、SEM、TEM、Raman、XPS等手段對(duì)載鉑{001}晶面暴露的二氧化鈦薄膜進(jìn)行了表征。XPS分析表明,在載鉑后的煅燒過(guò)程中,0價(jià)的鉑顆粒被部分氧化成二價(jià)的氧化性物種,VUV光催化反應(yīng)后,二價(jià)鉑氧化性物種的比例略有升高。部分二價(jià)鉑氧化性物種的存在,可使鉑顆粒成為電子的捕獲中心,強(qiáng)化光生電子和空穴的分離,從而有利于載鉑{001}晶面暴露二氧化鈦薄膜光催化活性的提高。
【關(guān)鍵詞】：貴金屬負(fù)載 {001}晶面 二氧化鈦薄膜 光催化 PPCPs
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O614.411;TB383.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 引言10-19
• 1.1 半導(dǎo)體光催化技術(shù)10-12
• 1.1.1 半導(dǎo)體光催化降解反應(yīng)機(jī)理10-12
• 1.1.2 真空紫外光催化技術(shù)12
• 1.2 具有{001}晶面暴露的二氧化鈦光催化劑的結(jié)構(gòu)與合成12-14
• 1.2.1{001}晶面主導(dǎo)且具有較高暴露率的二氧化鈦的制備12-13
• 1.2.2 具有{001}晶面暴露的二氧化鈦水熱合成的形貌控制13
• 1.2.3 具有{001}晶面暴露的二氧化鈦薄膜的合成13-14
• 1.3 二氧化鈦光催化劑的表面修飾14-16
• 1.3.1 強(qiáng)化半導(dǎo)體光催化劑光生電子-空穴分離的方法14
• 1.3.2 貴金屬納米顆粒修飾二氧化鈦的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 環(huán)境中存在苯扎貝特的危害及降解研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4.1 苯扎貝特對(duì)環(huán)境的影響及危害16
• 1.4.2 苯扎貝特的降解方法16-17
• 1.5 研究目的、意義及內(nèi)容17-19
• 1.5.1 研究目的17
• 1.5.2 研究意義17
• 1.5.3 研究的主要內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)工作量17-19
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方法19-24
• 2.1 主要原料和試劑19
• 2.2 催化劑制備19-20
• 2.2.1 水熱法合成具有{001}晶面暴露的二氧化鈦薄膜19-20
• 2.2.2 靜電自組裝法制備貴金屬沉積的{001}晶面暴露二氧化鈦薄膜20
• 2.3 催化劑表征20-21
• 2.3.1 X射線衍射分析（XRD）20
• 2.3.2 拉曼光譜(Raman)20
• 2.3.3 X射線光電子能譜（XPS）20-21
• 2.3.4 掃描電子顯微鏡（SEM）21
• 2.3.5 透射電子顯微鏡（TEM）21
• 2.4 光催化降解反應(yīng)21-24
• 2.4.1 反應(yīng)裝置21-22
• 2.4.2 光催化實(shí)驗(yàn)步驟22-23
• 2.4.3 光催化降解苯扎貝特效果分析23-24
• 第三章 {001}晶面暴露二氧化鈦薄膜的制備及形貌控制24-28
• 3.1 添加不同醇對(duì)水熱反應(yīng)合成{001}晶面暴露的二氧化鈦的影響24-25
• 3.2 氫氟酸濃度對(duì)水熱反應(yīng)合成{001}晶面暴露的二氧化鈦的影響25-26
• 3.3 本章小結(jié)26-28
• 第四章 貴金屬負(fù)載{001}晶面暴露的二氧化鈦薄膜的制備與表征28-39
• 4.1 靜電自組裝法制備載鈀{001}晶面暴露的二氧化鈦薄膜28-30
• 4.1.1 載鈀{001}晶面暴露的二氧化鈦薄膜的形貌28-29
• 4.1.2 載鈀{001}晶面暴露的二氧化鈦薄膜VUV下降解苯扎貝特光催化活性29-30
• 4.2 靜電自組裝法沉積鉑于{001}晶面暴露的二氧化鈦薄膜表面的條件控制30-34
• 4.2.1 溶膠pH值對(duì)鉑負(fù)載的影響30-31
• 4.2.2 溶膠溫度對(duì)鉑負(fù)載的影響31-32
• 4.2.3 催化劑浸漬時(shí)間對(duì)鉑沉積的影響32-34
• 4.3 催化劑的表征結(jié)果34-37
• 4.3.1 載鉑二氧化鈦催化劑的晶相34-35
• 4.3.2 載鉑二氧化鈦催化劑的形貌35-36
• 4.3.3 載鉑二氧化鈦催化劑表面各元素的化學(xué)態(tài)36-37
• 4.4 本章小結(jié)37-39
• 第五章 載鉑{001}晶面暴露二氧化鈦薄膜對(duì)苯扎貝特的光催化降解39-47
• 5.1 載鉑{001}晶面暴露的二氧化鈦薄膜VUV下降解苯扎貝特效果及動(dòng)力學(xué)分析39-40
• 5.2 影響光催化降解苯扎貝特因素研究40-44
• 5.2.1 堿洗載鉑{001}晶面暴露的二氧化鈦薄膜對(duì)其光催化活性的影響40-41
• 5.2.2 不同光源對(duì)光催化降解純水中苯扎貝特的影響41-42
• 5.2.3 不同初始濃度苯扎貝特的光催化降解42-44
• 5.3 催化劑降解苯扎貝特過(guò)程中總有機(jī)碳分析44
• 5.4 載鉑{001}晶面暴露的二氧化鈦薄膜制備的可重復(fù)性及催化劑的穩(wěn)定性研究44-46
• 5.4.1 載鉑{001}晶面暴露的二氧化鈦薄膜制備的可重復(fù)性研究44-45
• 5.4.2 載鉑{001}晶面暴露的二氧化鈦薄膜的穩(wěn)定性研究45-46
• 5.5 本章小結(jié)46-47
• 第六章 結(jié)論與建議47-49
• 6.1 結(jié)論47-48
• 6.2 建議48-49
• 致謝49-50
• 參考文獻(xiàn)50-55
• 附錄55

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳燾;羅崇泰;王多書;劉宏開(kāi);;離子束轟擊對(duì)電子束蒸發(fā)制備二氧化鈦薄膜應(yīng)力的影響[J];真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào);2009年02期

2 劉歡;龔樹(shù)萍;劉劍橋;萬(wàn)久曉;周東祥;;釩摻雜二氧化鈦薄膜制備與材料特性分析[J];功能材料;2011年11期

3 高立華;高松華;;二氧化鈦薄膜光催化性能及改性的研究進(jìn)展[J];中國(guó)非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊;2012年01期

4 徐靈戈，，黎甜楷，王淑琴，徐維并;溶膠－凝膠法制備摻雜二氧化鈦薄膜及其光電性能研究[J];感光科學(xué)與光化學(xué);1995年02期

5 武正簧;制備條件對(duì)二氧化鈦薄膜性能的影響(英文)[J];Journal of Natural Gas Chemistry;2001年03期

6 王祖濻,張鳳寶;二氧化鈦薄膜的液相沉積法制備研究[J];分子催化;2003年06期

7 成曉玲,胡社軍,匡同春,曾鵬,謝光榮,汝強(qiáng);納米二氧化鈦薄膜制備研究進(jìn)展[J];表面技術(shù);2005年04期

8 刁顯珍;張思琦;;二氧化鈦薄膜材料的制備及其性能研究[J];功能材料;2011年S2期

9 衛(wèi)會(huì)云;邢杰;張笑妍;鞏毛毛;李偉民;;二氧化鈦薄膜的制備及退火對(duì)其形貌、結(jié)構(gòu)的影響[J];光譜實(shí)驗(yàn)室;2011年06期

10 牟文寧;翟玉春;石雙志;;低溫條件下在水溶液中制備二氧化鈦薄膜(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2013年05期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳燾;羅崇泰;王多書;金揚(yáng)利;;電子束蒸發(fā)制備二氧化鈦薄膜應(yīng)力研究[A];中國(guó)真空學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2006年

2 林惠娟;王建和;;不同氮摻雜量及熱處理溫度對(duì)二氧化鈦薄膜性質(zhì)之影響[A];第一屆兩岸三地綠色材料學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

3 胡振宇;杝肇和;_5淑美;儕屾祥;余o咼

本文編號(hào)：295903