本文關鍵詞： 金屬有機骨架材料 TiO_2 吸附 光催化降解 有機染料　出處：《天津工業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：金屬有機骨架材料(MOFs)是一種新型的多孔材料,具有高度發(fā)達的孔隙結構,以及極大的比表面積和孔道容積,對有機物有極強的吸附能力。光催化材料是一類具有光催化活性,能在紫外光甚至可見光照射下降解各類化學物質或殺滅細菌的半導體材料。納米二氧化鈦因其光催化活性高、化學和生物穩(wěn)定性好、氧化能力強、能耗低、可重復使用成為性質最優(yōu)良的光催化材料。本論文旨在研究不同MOFs與二氧化鈦包覆的復合材料。主要內容概括如下:(1)以溶膠-凝膠法制備復合材料TiO_2@MIL-100,去除水溶液中的羅丹明B。復合材料TiO_2@MIL-100既具有MIL-100的優(yōu)良的吸附能力,又結合了 TiO_2的光催化活性,這對污水中有機污染物的去除及水體的凈化具有重大的意義。此外,我們展示了復合材料TiO_2@MIL-100作為一種有機物的"分子泵"能夠超高效的吸附并降解水溶液中的有機物。后續(xù)研究將著重改進TiO_2殼層的生長方式,使復合材料的形貌及殼層厚度更加可控。(2)以MIL-101為吸附基體及TiO_2生長模板,以鈦酸丁酯為鈦源,無水乙醇為溶劑、穩(wěn)定劑,采用高溫高壓"一鍋法"制備了核-殼型復合材料TiO_2@MIL-101。TiO_2@MIL-101復合材料合成后,無需經過高溫活化即可同時具備優(yōu)良的吸附性能及光催化降解活性。采用高溫高壓法制備TiO_2@MIL-101復合材料不僅TiO_2殼層厚度均勻,形貌規(guī)整,粒度均勻,同時能夠顯著提高水中有機物的去除效率,具有良好的實際應用價值。我們將TiO_2@MIL-101復合材料應用于水中多種有機染料去除過程中,實驗表明TiO_2@MIL-101復合材料與純MIL-101相比,不僅吸附容量顯著增大,同時展現了卓越的光催化活性。(3)報道了一種簡單的核-殼型復合材料TiO_2@MIL-53的制備方法,并將其應用于高效吸附和降解多種非離子型有機染料中。制備的復合材料TiO_2@MIL-53不僅具有MIL-53的優(yōu)良吸附性質,同時具有銳鈦礦型TiO_2的光催化活性。不僅如此,高溫活化的TiO_2@MIL-53復合材料與純MIL-53材料相比,具有更大的吸附容量。該復合材料良好的展現出MOFs的吸附優(yōu)勢以及銳鈦礦型TiO_2的光催化性能,使得MOFs-TiO_2復合材料在污水凈化方面的應用性得到進一步展現。
[Abstract]:Organometallic skeleton material (MOFs) is a new porous material with highly developed pore structure, great specific surface area and pore volume. Photocatalytic materials are a kind of photocatalytic materials with photocatalytic activity. Semiconductor materials that can degrade all kinds of chemicals or kill bacteria under ultraviolet or even visible light irradiation. Because of its high photocatalytic activity, good chemical and biological stability, strong oxidation ability, low energy consumption. Reusable photocatalytic materials are the most excellent photocatalytic materials. The purpose of this thesis is to study the composite materials coated with different MOFs and titanium dioxide. The main contents are summarized as follows: 1). Composite TiO_2@MIL-100 was prepared by sol-gel method. Removal of Rhodamine B from aqueous solution. The composite TiO_2@MIL-100 not only has the excellent adsorption ability of MIL-100, but also combines the photocatalytic activity of TiO_2. This is of great significance to the removal of organic pollutants in sewage and the purification of water body. We have demonstrated the "molecular pump" of composite TiO_2@MIL-100 as an organic substance. It can efficiently adsorb and degrade organic matter in aqueous solution. Further studies will focus on improving the growth mode of TiO_2 shell. The morphology and shell thickness of the composite were more controllable. (2) MIL-101 as adsorption matrix and TiO_2 growth template, butyl titanate as titanium source, anhydrous ethanol as solvent, stabilizer. The core-shell composite TiO_2@MIL-101.TiO_2@MIL-101 composites were prepared by "one-pot method" under high temperature and high pressure. TiO_2@MIL-101 composites prepared by high temperature and high pressure method not only have uniform thickness of TiO_2 shell, but also have excellent adsorption performance and photocatalytic degradation activity without high temperature activation. The morphology is regular and the particle size is uniform. At the same time, the removal efficiency of organic matter in water can be improved significantly. It has good practical application value. We applied TiO_2@MIL-101 composite material to the removal process of various organic dyes in water. The experimental results show that the adsorption capacity of TiO_2@MIL-101 composite is significantly larger than that of pure MIL-101. At the same time, a simple preparation method of core-shell composite TiO_2@MIL-53 was reported. It has been applied to the high efficiency adsorption and degradation of Nonionic organic dyes. The prepared composite TiO_2@MIL-53 not only has the excellent adsorption properties of MIL-53. At the same time, it has the photocatalytic activity of anatase type TiO_2. Moreover, the high temperature activated TiO_2@MIL-53 composite is compared with the pure MIL-53 material. The composite shows the advantage of MOFs adsorption and the photocatalytic performance of anatase type TiO_2. The application of MOFs-TiO_2 composites in wastewater purification is further demonstrated.
【學位授予單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB332;X703

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本文編號：1451729