酸性生物基TiO 2 的制备及其在可见光和原始pH条件下快速还原水中Cr（VI）的光催化性能

发布时间：2025-05-19 22:53

　　随着世界工业的迅速发展,Cr（VI）作为一种危害环境的重金属污染物,广泛存在于废水中。然而,含铬废水的传统处理技术仍存在一些如高成本、低效率等问题。光催化作为一种含铬废水处理的新技术,由于其低成本,高效率和环保等优点被广泛研究,具有很大的应用前景。基于低成本和环境友好的优点,纳米TiO₂半导体作为半工业生产和应用的光催化剂,已广泛应用于环境光催化领域。但是TiO₂由于其宽禁带,只能被紫外光激发,而且其光生电子–空穴复合率高,导致光生电子和空穴的利用率低。此外,虽然TiO₂可以在Cr（VI）溶液原始pH条件下还原Cr（VI）,但是因为其还原速率非常慢,因此绝大部分文献报道的TiO₂基光催化剂还原六价铬都加入无机酸或者有机酸。无论是加入无机酸或者有机酸都会向体系带入新的污染物或者带来二次污染。基于以上的太阳光利用率低、光生电子–空穴复合率高和外加酸会引起二次污染等问题,本论文构建出酸性的核壳结构非金属共掺杂TiO₂及其用于还原六价铬。主要研究内容如下:1.本章以碳微球为核基,以钛酸四...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 含铬废水的来源、污染现状及危害
        1.1.1 含铬废水的来源
        1.1.2 国内铬的污染现状
        1.1.3 六价铬的危害
    1.2 含铬废水处理的传统方法及其不足
        1.2.1 化学沉淀法
        1.2.2 电化学法
        1.2.3 生物法
        1.2.4 膜分离法
        1.2.5 吸附法
    1.3 纳米TiO₂复合材料在处理含铬废水中的应用
        1.3.1 碳基–TiO₂复合材料在处理含铬废水中的应用
        1.3.2 半导体氧化物–TiO₂复合材料在处理含铬废水中的应用
        1.3.3 金属硫化物–TiO₂复合材料在处理含铬废水中的应用
        1.3.4 贵金属–TiO₂复合材料在处理含铬废水中的应用
        1.3.5 染料敏化的TiO₂在处理含铬废水中的应用
    1.4 论文的研究背景、意义及内容
        1.4.1 论文的研究背景
        1.4.2 论文的研究意义
        1.4.3 论文的主要研究内容
第二章 核壳结构生物基TiO₂的制备与表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 化学试剂和仪器
        2.2.2 核壳结构生物基TiO₂的制备
        2.2.3 所制备材料的表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 氨水加入量的影响
        2.3.2 搅拌时间的影响
        2.3.3 钛酸四丁酯加入量和搅拌温度的影响
        2.3.4 煅烧温度的影响
    2.4 核壳结构生物基TiO₂的表征
    2.5 小结
第三章 核壳结构酸性生物基TiO₂的制备及其在可见光和原始pH条件下快速还原Cr(VI)的光催化性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 化学试剂和仪器
        3.2.2 C–SO₃H/CN–TiO₂的制备
        3.2.3 表征仪器及表征条件
        3.2.4 光催化性能测试
    3.3 所制备材料的表征与分析
        3.3.1 材料的形貌与结构特征
        3.3.2 材料的组成与结构信息
        3.3.3 所制备材料的光学和电子特性
        3.3.4 所制备材料的表面电荷
    3.4 光催化性能研究
    3.5 小结
第四章 结论与展望
    4.1 总结
    4.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：4046447