tio2纳米管组合工艺和改性tio2纳米管催化降解甲基橙的分析环境工程专业论文.docxVIP

中文摘要中文摘要 中文摘要 中文摘要 当今水污染问题日益严重，Ti02在降解水中难生化有机物方面显示了特有的 优势，应用前景广阔。在光催化反应中，提高Ti02本身的光量子效率和催化体系 降解污染物的效果显得尤为重要。本文为了提高Ti02纳米管光催化效率，在对其 阳极氧化制备条件进行优化的基础上，开展了Ti02纳米管与H202联合氧化技术 和Ti02纳米管自身的金属掺杂改性两方面的研究。 在含0．5 wt％氟化铵和O．3 M硫酸铵的电解液中，甘油与水体积比为2：1，自 然pH下，电压30 V，氧化时间为2 h时，制备出外貌最为清晰、结构规整的Ti02 纳米管，管长约1．8 lgn，管径约为90～130 nin。经500℃煅烧，光催化反应2 h， 甲基橙降解率为99．00％。各制备因素对纳米管外貌尺寸、晶型等特性产生影响， 进而影响其光催化性能。含Cl’电解液制备Ti02纳米管的形貌不如含F‘电解液制备 的效果好，光催化效果也较差。阳极氧化时间和(NH4)2S04主要通过影响管长来 实现对光催化效果的可控。未经热处理的无定形Ti02纳米管光催化活性很差。经 600℃煅烧后光催化活性最高；500700℃之间混晶状态的Ti02纳米管比400℃ 时纯锐钛矿相的降解效果好。 Ti02纳米管和H202两者联合可以加速有机物污染物的降解。正交试验确定 了各因素对降解效果影响大小依次为：pH、MO初始浓度、H202浓度、煅烧温 度。通过单因素实验研究发现：酸性条件有利于甲基橙的降解。甲基橙初始浓 度增加，降解率下降。光催化反应效率随着H202用量增加而不断提高。综合考 虑确定最优条件为：煅烧温度为500℃、pH为6、HE02浓度为0．4mM、MO浓 度为20 mg·L-l，60 mill时甲基橙降解率为90．87％。所研究降解反应均符合一 级反应动力学，表观反应速率常数变化趋势与降解率分析结果相一致。 在Ti02纳米管金属掺杂改性研究中，电解液含0．01 MCuS04，电压为0．5 V， 电化学沉积1 h制备得NCu．Ti02纳米管。FE．SEM结果显示Cu．Ti02纳米管保持着 完整规则的管状结构，Cu的有效掺入在一定程度上改善了纳米管外貌。XRD和 XPS分析显示样品中Cu含量约为0．34 at％，以CuO的形式存在，Cu的掺入可以有 效改善Ti02的结晶度。铜掺杂Ti02纳米管在紫外光和太阳光下的降解反应均符合 一级反应动力学规律，甲基橙降解速率常数约是未掺杂纳米管速率常数的1．6倍。 中文摘要太阳光降解实验中Cu．Ti02纳米管对低浓度甲基橙降解效果显著，较高浓度时降 中文摘要 太阳光降解实验中Cu．Ti02纳米管对低浓度甲基橙降解效果显著，较高浓度时降 解率很低。Cu．Ti02纳米管具有良好的光催化稳定性。 关键词：Ti02纳米管光催化H202 cu掺杂甲基橙 AbstractAbstract Abstract Abstract The photocatalysis technique of Ti02 shows unique advantages in handling with refractory organics and has SO wide application prospect with the background that water pollution gets more and more serious nowadays．It is particularly important to improve the low quantum efficiency of the titanium dioxides and enhance the pollution degradation rates in the catalytic systems．In this paper，Ti02 nanotubes were prepared by anodic oxidation method and the preparation conditions were also optimized by considering the influence factors．In order to improve the photocatalytic efficiency of Ti02 nanotubes，the united technology of Ti02 nanotubes photocatalysis and hydrogen peroxide was studied．Furthermore，the modification on Ti02 nanotubcs itself with metal—doping Was als