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TiO_2-γAl_2O_3球形颗粒光催化降解2，4-二氯酚

作　者: 涂志斌
导　师: 黄冬根
学　校: 南昌大学
专　业: 环境工程
关键词: TiO2-γAl2O3 微球 2，4-二氯酚高效液相色谱法均匀设计
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

二氧化钛因其价廉、对人体无毒性及其具有的光催化性能,今天越来越多的研究者开始深入对其的研究和探索,其应用也越来越广泛。但目前的Ti02的应用还有它的局限性,主要原因在于其形态的不足,目前研究制备的Ti02纳米级光催化剂主要有粉体和溶胶两种形态,这两种形态在应用上都不利于回收,本实验采用溶胶-凝胶法制备出颗粒的粒径在1-2mm的TiO2-γAl2O3 微球并用其进行光催化反应降解废水中的2,4-二氯酚有机物,发现制备的该微球具有很高的光催化性能。在实验过程中,分别进行对比实验来研究pH、超声波时间、干燥蒸发水份的多少以及煅烧时的煅烧方法等各因素对制备出的微球的成球率的影响后确定最佳的一组制备工艺。试验中还设计了在不同的铝钛摩尔比、制备微球的煅烧温度和煅烧时间等条件因素下制备TiO2-γAl2O3微球光催化剂,并对2,4-二氯酚进行光催化降解反应,通过采用XRD对制备的微球进行表征,以及用高效液相色谱法对光催化降解后的2,4-二氯酚溶液进行浓度的测定,通过两种结果的对比后确定出一组最佳的制备TiO2-γAl2O3微球的最佳铝钛摩尔比、煅烧温度和煅烧时间等因素。本论文实验还采用均匀设计法来设计实验考虑光催化反应中的反应液中的C1-浓度、pH值、微球的浓度和2,4-二氯酚的浓度对TiO2-γAl2O3微球光催化降解氯酚的反应速率的影响,通过高效液相测定后用回归分析法分析数据后确定最佳的反应条件,综合上述的所有条件在最佳工艺条件下制备和进行光催化降解反应进行微球的重复使用实验,看TiO2-γAl2O3微球的重复使用率,并液质联用仪对光催化液进行测定分析其中间产物和降解机理。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-21
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 TiO_2的研究  9-16
    1.2.1 二氧化钛光催化反应的机理  9-10
    1.2.2 影响二氧化钛光催化性能的因素  10-13
    1.2.3 TiO_2光催化剂的制备研究  13-15
    1.2.4 TiO_2-γAl_2O_3球形颗粒的制备的研究  15-16
    1.2.5 TiO_2光催化剂在废水处理中的应用  16
  1.3 均匀设计法  16-19
    1.3.1 均匀设计方法的提出  16-17
    1.3.2 均匀设计相对正交设计来说的优势  17
    1.3.3 均匀设计表及使用表  17-18
    1.3.4 混合水平均匀设计表  18-19
    1.3.5 试验结果统计分析  19
  1.4 氯酚类化合物的处理技术研究  19-21
第二章实验部分  21-25
  2.1 实验所需药品试剂  21
  2.2 实验所用主要仪器  21-22
  2.3 本文研究的方案与实验路线  22
  2.4 TiO_2-γAl_2O_3复合颗粒的制备  22
  2.5 TiO_2--γAl_2O_3复合颗粒的XRD表征  22-23
  2.6 光催化降解2,4-二氯苯酚的浓度的测定  23
  2.7 HPLC-MS测定光催化降解反应液  23
  2.8 实验过程中光催化降解的实验装置  23-25
第三章 TiO_2-γAl_2O_3微球颗粒光催化剂的制备  25-32
  3.1 光催化材料的制备实验  25-29
  3.2 制备TiO_2-γAl_2O_3球形颗粒中各因素的影响  29-32
    3.2.1 钛与铝的摩尔比例对TiO_2-γAl_2O_3球形颗粒的影响  30
    3.2.2 钛源抽滤完成后要用HNO_3的原液将溶液的pH值调为1～2  30
    3.2.3 超声波清洗时间对TiO_2-γAl_2O_3球形颗粒的影响  30
    3.2.4 混合后在80℃恒温下蒸发后凝胶的含水率对TiO_2-γAl_2O_3球形颗粒的影响  30-31
    3.2.5 煅烧过程对TiO_2-γAl_2O_3球形颗粒的影响  31-32
第四章 TiO_2-γAl_2O_3微球光催化降解2,4-二氯苯酚  32-54
  4.1 配置2,4-二氯苯酚标准液和2,4-二氯苯酚标准曲线的绘制  32-33
  4.2 Al:Ti摩尔比为3:1制备的Ti_O2-γAl_2O_3球形颗粒的XRD表征图中晶型的体现  33
  4.3 证明TiO_2-γAl_2O_3微球在紫外条件下对2,4-二氯苯酚的降解效果  33-37
    4.3.1 光/暗反应对照  33-35
    4.3.2 TiO_2-γAl_2O_3光催化降解2,4-二氯苯酚  35-37
  4.4 确定光催化反应的最佳反应时间  37
  4.5 TiO_2-γAl_2O_3微球对2,4-二氯苯酚光催化降解的条件的选择  37-50
    4.5.1 TiO_2-γAl_2O_3微球制备过程中的一些最佳条件的选择  37-42
    4.5.2 TiO_2-γAl_2O_3微球光催化降解2,4-二氯苯酚反应中溶液条件的选择  42-50
  4.6 液质联用仪测定光催化降解过程的中间产物  50-52
  4.7 TiO_2-γAl_2O_3微球在光催化反应中的重复使用效果  52-54
第五章结论  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-61
攻读学位期间的研究成果  61

TiO_2-γAl_2O_3球形颗粒光催化降解2，4-二氯酚

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