学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示
纳米晶TiO2纤维的制备及其光催化净水研究
作 者: 裴石光
导 师: 刘和义;刘金强
学 校: 南京理工大学
专 业: 材料学
关键词: TiO2纤维 光催化 SiO2掺杂 水处理 X-3B
分类号: O643.32
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 30次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
内容摘要
本文以TiC14为钛源,采用溶胶-凝胶法制备前驱体溶胶纺丝液,运用正交试验对前驱体纺丝液制备工艺进行优化,采用离心甩丝技术并结合水蒸汽活化热处理制备纳米晶Ti02纤维。采用FT-IR、DSC-TG、XRD、SEM、TEM等手段对前驱体纤维和TiO2纤维的结构进行表征,同时以活性艳红X-3B溶液为降解对象,对影响TiO2纤维光催化性能的因素(热处理温度、SiO2掺杂量、溶液pH值、紫外光源、循环次数等)逐一进行讨论,并结合TiO2纤维的形态优势设计了光催化反应器装置和连续水处理工艺,并对制备TiO2纤维的新工艺进行了探索研究。研究主要结果如下:一、以正交试验优化纺丝液制备工艺,成功制备了纳米晶TiO2纤维,纤维连续性好,直径为5-10μm,表面富含纳米级气孔;Si02掺杂显著抑制了晶粒的长大和TiO2晶型的转变,400℃热处理时未掺杂和掺杂15wt%SiO2的TiO2纤维晶粒大小分别约为5nm和10nm,15wt%Si02掺杂可以使金红石相转变温度从700℃提高到1000℃以上二、光催化实验结果表明,700℃热处理、15wt%SiO2掺杂时TiO2纤维的光催化活性最高,Ti02纤维在强酸(pH=2)和强碱(pH=14)条件下均表现出高的光催化性能,即使溶液浓度变化或是光源不同(紫外光或是太阳光),TiO2纤维也表现出良好的光催化活性,而且Ti02纤维具有良好的可重复使用性。同时根据TiO2纤维的形态优势,设计制作了填充式连续水处理装置,动态连续水处理表明,TiO2纤维可耐8L/min的水流,纤维的连续水处理性能良好。三、探索研究了乙酸钛体系制备TiO2纤维的新方法。该方法成本低、工艺简单,而且纤维强度较乙酰丙酮合钛(PAT)体系有所提高,但是TiO2纤维光催化活性较PAT体系有所降低。
|
全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-8 目录 8-11 1 绪论 11-25 1.1 TiO_2光催化理论 11-15 1.1.1 TiO_2的晶体结构 11-13 1.1.2 TiO_2光催化的机理 13-15 1.2 TiO_2光催化技术在环保领域的应用 15-17 1.2.1 水处理 15 1.2.2 空气净化 15-16 1.2.3 杀菌消毒 16 1.2.4 超亲水性与自清洁 16-17 1.3 影响TiO_2光催化活性的因素 17-20 1.3.1 TiO_2的晶型 17-18 1.3.2 TiO_2的用量 18-19 1.3.3 反应液的pH值 19 1.3.4 反应液温度 19-20 1.3.5 反应液中盐类的影响 20 1.4 TiO_2纤维的制备方法 20-21 1.4.1 KDC法 20 1.4.2 水热法 20-21 1.4.3 溶胶凝胶法 21 1.5 TiO_2光催化技术研究中的问题 21-23 1.5.1 TiO_2应用中的问题 22 1.5.2 TiO_2光催化效率低的问题 22-23 1.5.3 光催化反应器设计及其产业化应用的问题 23 1.6 论文的研究内容 23-25 2 前驱体纺丝液制备和纺丝方法研究 25-33 2.1 实验部分 25-30 2.1.1 实验药品与仪器 25 2.1.2 前驱体纺丝液制备工艺优化 25-27 2.1.3 TiO_2纤维制备工艺流程 27-30 2.2 前驱体纺丝工艺研究 30-32 2.2.1 纺丝工艺概述 30 2.2.2 干法纺丝与湿法纺丝 30-31 2.2.3 静电纺丝法 31 2.2.4 离心纺丝 31-32 2.3 本章小结 32-33 3 前驱体和纳米晶TiO_2纤维的表征 33-43 3.1 表征手段 33-34 3.2 结果与讨论 34-42 3.2.1 前驱体纤维的FT-IR分析 34-35 3.2.2 前驱体纤维的DSC-TG分析 35-36 3.2.3 TiO_2纤维的SEM分析 36-37 3.2.4 TiO_2纤维的XRD分析 37-40 3.2.5 TiO_2纤维的TEM分析 40-42 3.3 本章小结 42-43 4 水处理测试及光催化反应器的设计 43-55 4.1 静态水处理测试 43-48 4.1.1 TiO_2纤维吸附性能测试 43-44 4.1.2 SiO_2掺杂量和热处理温度对光催化活性的影响 44-45 4.1.3 溶液pH值对TiO_2纤维光催化降解的影响 45-46 4.1.4 不同溶液浓度下的降解情况 46-47 4.1.5 TiO_2纤维重复使用性能研究 47 4.1.6 太阳光下TiO_2纤维的光催化降解 47-48 4.1.7 X-3B光催化降解机理研究 48 4.2 光催化反应器的设计 48-53 4.2.1 光催化反应器概况 48-51 4.2.2 TiO_2纤维光催化反应器设计 51-53 4.3 本章小结 53-55 5 乙酸钛体系制备TiO_2纤维的探索 55-64 5.1 实验部分 55-59 5.1.1 实验药品与仪器 55 5.1.2 方案及工艺流程 55-58 5.1.3 表征手段 58-59 5.2 结果与分析 59-63 5.2.1 SEM分析 59-60 5.2.2 XRD分析 60-61 5.2.3 FT-IR分析 61-62 5.2.4 DSC-TG分析 62 5.2.5 TiO_2纤维的光催化特性 62-63 5.3 本章小结 63-64 6 结论 64-66 致谢 66-67 参考文献 67-72 附录 72
|
相似论文
- 钛酸盐光催化剂的制备及光催化分解水性能,O643.36
- 罗丹明B和罗丹明6G的印迹聚合物制备及性能,O631.3
- 基于酚醛树脂活性炭的制备及负载TiO2吸附—光催化性能,TQ424.19
- 可磁分离的TiO2基光催化纳米纤维的制备研究,TB383.1
- Fe,V共掺杂TiO2催化剂的合成、表征及其性能研究,O614.411
- 静电纺丝法制备TiO2及其光催化行为的研究,O614.411
- 掺杂锐钛矿型二氧化钛光催化性能的第一性原理计算,O643.36
- 功能化纳米二氧化钛多孔材料的制备、表征及性能研究,TB383.1
- 生物催化/光催化联合降解毒死蜱的研究,X592
- 铁、镧掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究,O614.411
- 基于绿色化学理念的纳米硫化镉的合成及应用,O614.242
- 半导体光催化材料的制备及其光催化性能研究,O643.36
- 微囊藻毒素的降解与消除方法研究,X173
- 多孔氧化铜空心微球的制备及表征,O614.121
- 纳米LaFeO3的可控合成及其与TiO2桥联复合光催化剂建构,O643.36
- 基于微乳液体系制备ZnO光催化材料,O614.241
- 晶相可控的纳米TiO2制备及性能研究,TB383.1
- 水热及微波水热法合成超细纳米TiO2的研究,TB383.1
- 复合纤维BiVO4的制备及其对印染废水的可见光催化性能研究,X791
- 高活性锐钛型二氧化钛的制备及其在分解水制氢中的应用,TQ116.2
- 静电纺丝制备复合纳米纤维材料,TB383.1
中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学(理论化学)、化学物理学 > 化学动力学、催化作用 > 催化 > 催化反应
© 2012 www.xueweilunwen.com
|