可回收高催化活性光催化剂的制备及应用(2)
2.1无机废水的处理 1
2.2 有机废水的处理 1
2.3 光催化杀菌除藻 2
3 光化学基本原理 3
4 TiO2光催化的合成方法 3
4.1 溶胶－凝胶法（Sol-gel ） 4
4.2化学气相沉积法 CVD 4
4.3 物理气相沉积法PVD 4
4.4液相沉积法（Liquid Phase Deposition，LPD） 5
4.5电泳沉积法 5
4.6分子吸附沉积法 5
4.7阳极氧化法 6
5 本论文研究的内容及目的 6
5.1研究内容 6
5.2 研究目的和意义 6
二 实验部分 7
1实验用原料 7
2实验用设备 7
3材料制备 7
4光催化剂的表征 8
5光催化活性 8
5.1不同浓度亚甲基蓝的配制 8
5.2光催化活性实验 8
5.3 20mg/l亚甲基蓝降解重复实验 9
三 结果与讨论 10
1 光催化剂的物理性能 10
2 XRD 11
3微观形貌 12
TEM 12
4 氮气吸附脱附曲线 13
5紫外可见漫反射 14
6光催化活性 14
6.1 10mg/l亚甲基蓝光催化降解 14
6.2 20mg/l亚甲基蓝光催化降解 16
6.3 20mg/l亚甲基蓝降解暗反应 17
6.4 20mg/l亚甲基蓝降解重复实验 19
四 结论 20
五 展望 20
致谢 22
参考文献 23
一、前言
1纳米二氧化钛光催化剂
光催化技术是在20世纪70年代诞生的纳米技术，在中国大陆我们会用光触媒这个通俗词来称呼光催化剂。典型的天然光催化剂就是我们常见的叶绿素，在植物的光合作用中促进空气中的二氧化碳和水合成为氧气和碳水化合物。总的来说纳米光触媒技术是一种纳米仿生技术，用于环境净化，自清洁材料，先进新能源，癌症医疗，高效率抗菌等多个前沿领域。
目前光催化反应已经在废水处理这一领域逐渐成效。光催化氧化具有很强的氧化能力，在环境污染治理等方面显示出了巨大的应用潜力，是近年来国内外的一个热点研究领域。由于TiO2半导体光催化剂具有生物降解所无可比拟的速度快、无选择性、降解完全等优点，又在价廉、无毒、可以长期使用等方面明显优于传统的化学氧化方法，在环境污染治理方面具有广阔的应用前景。另外最新研究成果显示将TiO2 光催化分子负于磁性，可有效的进行分离回收和再生循环使用。因此，可磁分离的技术的研究成果更为TIO2 光催剂的应用进展画上了光辉的一笔。
2、TiO2光催化剂在污水处理中的应用
2.1无机废水的处理
工业废水中的无机污染物主要有重金属离子，如Hg、Cr、Pb等的离子。大量的研究表明，许多无机物在TiO2表面具有光催化活性。周林波等[1]在Cr6+浓度为80 mg/L、体积为100 mL的废水中，投加0.7g SiO2-TiO2系玻璃作为光催化剂，光照反应体系3 h，Cr6+的去除率达99.9 %。Serpone 等[2]研究了以TiO2为光催化剂在模拟太阳光光照下处理HgCl2 和甲基氯化汞的过程，取得了较好的实验效果。
除重金属离子外，工业废水中的无机污染物还包括部分对环境危害较重的无机阴离子，如CN-、NO2-、Au(CN)-4等离子，一般方法难以去除，采用光催化氧化技术则能够达到这一目的。Frank等[3]研究了以TiO2为光催化剂将CN-氧化为OCN-，并最终反应生成CO2、N2、和NO3-的过程。Hidaka等[4]研究了氰化钾溶液及含氰工业废水在TiO2悬浮液中通过中间产物OCN-生成CO2和N2的的光催化氧化过程，讨论了光催化氧化法处理大规模含氰废水的可能性。
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