浸渍法制备纳米TiO2-C复合材料的研究(2)
4.2二氧化钛掺碳SEM分析 18
4.3二氧化钛掺碳的降解性能分析 18
4.3.2 不同光照条件下纳米 TiO2-C复合材料降解性能分析 19
4.3.3 纳米 TiO2-C复合材料降解不同目标降解物降解性能分析 21
4.3.4 不同焙烧温度制备纳米 TiO2-C复合材料降解性能分析 23
4.4结果与讨论 24
5总结与展望 25
5.1总结 25
5.2展望 25
致谢 26
参考文献 27
1 引言
1.1 课题研究背景
随着现代工业的快速发展及世界人口的迅速增加，环境污染问题日益严重，水质对人体健康和生活有着重要的影响，因此受到了世界各国的高度关注，如何有效地对污水进行治理成为了当务之急。传统的废水处理方法有能耗大，处理周期长等缺点，因此，研发高效率，节能降耗的水污染治理技术已成为重中之重。
在工业废水处理中，印染废水的净化处理是非常困难，由于其染料种类繁多，生产方法和染色千差万别，因此所产生的废水组成也各不相同。目前治理的方法包括絮凝沉淀、吸附、电化学、生物化学、化学氧化、光催化等方法，每种方法都有其优点和缺点。由于大部分染料成分分子中含有苯环，因此使用常规的化学和生物降解方法的效果都不理想。而以半导体为催化剂的光催化处理的方法对单种染料和实际印染废水处理效果较理想，最终将水溶性染料和其他有机污染物完全氧化成二氧化碳、水和其他简单的无机离子。
纳米二氧化钛对污染物光催化降解具有独特的优势：具有强氧化能力、降解效果好、耗能低等优点，并且成本低、无毒、无二次污染，也可长期使用等方面也比传统污染治理方法更优[1]。此外，二氧化钛在太阳能电池材料、杀菌消毒[2]、光解水产氢[3]、传感器材料等方面的研究也取得了一定的进展。其中，光催化氧化技术用于对污染物的消除和降解已成为环境工程领域研究的一个热点。尽管纳米二氧化钛光催化剂由于其自身的无腐蚀性、无毒、无害等特点，是光催化领域中研究得最多的光催化材料之一，但二氧化钛因禁带宽度较大，只能利用太阳光近紫外线的部分，从而阻碍了其光催化技术的应用。为了提高二氧化钛的光催化效率，往往对二氧化钛进行复合、掺杂改性和构筑新型禁带较窄的化合物。大量研究发现，碳和二氧化钛复合物具有其独特的优点：碳/二氧化钛的复合材料可提二升氧化钛的光催化活性，抑制二氧化钛在高温下的晶型转变，以使二氧化钛具有高比表面积和吸附性能，在可见光条件下也具有光响应等。
1.2 课题研究内容与意义
本文的研究意义在于分别以罗丹明B和活性艳红两种有机染料作为目标降解物，采用浸渍法制备纳米TiO2-C复合材料，并将其分别在可见光和紫外光两种不同光催化条件下对罗丹明B和活性艳红进行降解。采用控制变量法，比较多次实验结果，分析不同焙烧温度、不同配比对制备出的纳米TiO2-C复合材料光催化效果的影响。探究炭掺杂纳米TiO2复合材料对提高TiO2光催化活性、抑制高温下 TiO2晶型转变的影响因素。从而得出结论，炭掺杂纳米TiO2复合材料可以在一定程度上提高TiO2光催化活性，抑制高温下 TiO2晶型转变，使得 TiO2具有高的比表面积和吸附性能，在可见光下具有一定的光降解性能等。
本文的主要研究内容：
（1）以四氯化钛为钛源前驱体，间苯二酚和糠醛等为碳源前驱体采用浸渍法通过老化、溶剂交换、超临界干燥、高温焙烧流程，制备TiO2-C改性复合材料。