【摘 要】
:
当今社会,人们对水资源的需求日益增长,但是与此同时,水资源污染严重和难以二次回收等问题难以解决,光催化降解处理有机水污染是目前最具有潜力的技术之一。然而单一的光催化剂存在光利用率低、光降解效率低、空穴电子对复合快等弊端,以至于光催化降解污水技术不成熟,不适合投入实际生产以及应用。而离散型光催化剂进入水溶液中易沉降,回收困难,造成催化剂的损失和浪费,不利于光催化循环使用,因此,研制出性能优异、可使用
论文部分内容阅读
当今社会,人们对水资源的需求日益增长,但是与此同时,水资源污染严重和难以二次回收等问题难以解决,光催化降解处理有机水污染是目前最具有潜力的技术之一。然而单一的光催化剂存在光利用率低、光降解效率低、空穴电子对复合快等弊端,以至于光催化降解污水技术不成熟,不适合投入实际生产以及应用。而离散型光催化剂进入水溶液中易沉降,回收困难,造成催化剂的损失和浪费,不利于光催化循环使用,因此,研制出性能优异、可使用性强的光催化剂,并且使其达到优异的光催化效果已经迫在眉睫。石墨烯具有导电性好、高稳定性、制备成本低等优异的特点,如今已受到了国内外的广泛关注。并且,三维纳米宏观体由于具有的独特多孔结构,导致其具有较大的比表面积,可以为光催化剂提供充分的反应活性位点,可以使TiO2大部分附着在其表面,并且可以提高空穴和电子分离效率,从而使复合材料的光催化性能得到有效提升鉴于以上背景,本文分别以氧化石墨烯(GO)和泡沫镍表面负载石墨烯(GF)为基体,以钛酸四丁酯(TBOB)为前驱物,通过水热法、回流法和溶胶凝胶法制备了RGO/TiO2和GF/TiO2复合材料,以甲基橙(MO)为目标降解物,在紫外灯照射条件下对其进行光催化降解实验,研究不同复合材料的光催化性能。具体如下:(1)本文以钛酸四丁酯(TBOB)为前驱物,用水热法制备石墨烯/TiO2复合材料研究了不同载体,不同前驱物条件的对复合材料光催化性能的影响。通过SEM、TEM、XRD、XPS、Raman、和紫外-可见分光光度计表征方法对复合材料的微观形貌、物相结构进行分析。结果表由于GO表面含有的大量含氧官能团,并且其表面反应活性位点较多,采用水热法在反应条件为200℃、20 h制备出的离散型H-RGO/TiO2-1复合材料光催化性能最好,降解率达到了94.2%。(2)用化学气相沉积法(CVD)制备石墨烯泡沫载体,再采用溶胶凝胶法制备GF/TiO2复合材料,以甲基橙溶液作为光催化有机降解物,研究了不同前驱物浓度对复合材料光催化能力的影响。结果表明,TiO2出现了局部团聚现象,随着溶胶浓度的增加甚至出现了片层。浓度为0.5 L/mol的TiO2溶胶具有最好的光催化效率,相比单一TiO2(63.3%)降解率有很大提高,可达到79.7%。(3)以自制的石墨烯泡沫为载体,采用回流法合成GF/TiO2复合材料,探究了不同质量TBOB和不同形态的石墨烯泡沫对光催化复合材料性能的影响。研究表明,由于石墨烯含有大量含氧官能,提高了和TiO2的结合效率团添加3 g TBOB且以石墨烯正常形态(不引入碳管)进行复合的降解甲基橙溶液效果最好,光催化效果可达到81.2%。(4)以石墨烯泡沫为载体,采用水热法制备了H-GF/TiO2-1复合材料,结果表明石墨烯泡沫仅负载极少量的TiO2即可达到负载大量TiO2的RGO的效果,光催化降解率为85.1%。随后对复合材料样品经行热处理改进后,对GF/TiO2复合材料进行5次、10次的光催化循环实验,结果表明其依旧具备光催化性能。
其他文献
由于不可再生能源的枯竭和环境的恶化所带来的能源和环境危机,严重影响了社会发展和人们的日常生活,对有效利用能源和清洁能源的需求越来越依赖,探索更高效和更环保的动力能源装置已经引起了人们极大的关注。与此同时,也对电能存储设备提出了越来越高的要求。锂离子电池由于具有较为理想的充放电电压平台、极佳的充放电效率、较稳定的循环容量保持率和不易爆炸等安全无毒害的性能等,在我们的生活中有着广泛的应用。二元镍锰酸锂
镁锂合金具有比强度高、比刚度高的优异特性,并且作为最轻的结构金属材料,其在汽车、航空航天、电子产品、军事等众多工业领域有较多应用。镁锂合金存在三种结构,即具有α相Mg-5Li合金,具有β相的Mg-14Li合金,具有双相的Mg-8Li合金。镁锂合金的化学性质活泼,导致镁锂合金极易腐蚀,严重影响合金在工程中的应用,亟需对镁锂合金表面做防护处理。本文主要研究不同结构镁锂合金化学转化膜的制备及其性能研究。
“绿水青山就是金山银山”,保证生态需水量是自然环境以及社会经济健康发展的关键要素。随着人类对水资源的大力开发,生态需水量得不到有效保障,打破了生态平衡,导致森林草地退化、生物多样性减少、生态环境功能破坏等一系列生态环境问题。通过流域生态需水量的研究,对研究区域水资源优化配置、良好生态环境的恢复以及经济社会可持续健康发展具有重要意义。本文依据全球30米土地覆盖数据集对研究区域进行土地覆盖类型分类。依
近些年,工业废水中的重金属离子污染问题越来越严峻,引起了国内外的重视。本文以壳聚糖为基质,对其进行改性,制备出多种改性壳聚糖,并以Ni(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)为目标污染物,探究改性后壳聚糖对重金属离子的吸附能力。本文采用共沉淀法制备四氧化三铁(Fe3O4)改性壳聚糖(以下简称Fe3O4-CTS)。以Cr(Ⅵ)为目标污染物,考察了Fe3O4用量、超声时间、戊二醛用量等制备条件对Fe3O4-CTS吸附能力的
光催化技术在常温常压下即可将有机污染物氧化分解,从而实现环境净化的目的,该技术在环境治理领域备受关注。光催化材料是光催化技术的核心条件之一,制备出性能优良的光催化材料,对于光催化技术在环境污染治理中的应用具有重要意义。首先,采用共沉淀法结合水热法成功制备了二氧化钛/磁性氧化石墨烯复合材料(TiO2/GO-Fe3O4)。研究了GO用量、异丙醇用量等因素对TiO2/GO-Fe3O4复合材料光催化性能的
染料掺杂液晶激光器是以液晶为散射介质,激光染料为增益介质,通过光子的多重散射提供反馈放大。作为一类新型的微腔激光器,具有结构简单,体积小,阈值低,无需外加谐振腔,在外场作用下可调谐输出等优点,因此在生物医学、光通信、微尺寸光源等方面展现出较为广泛的应用前景。本文设计制作了不同结构的染料掺杂液晶激光器件,包括基于一维光栅的染料掺杂液晶激光器件、基于二维周期结构的染料掺杂液晶激光器件、基于圆形光栅的染
环境监测技术是通过相关的科学技术手段对大气综合指标进行有效的检测,为大气污染治理和环境综合执法提供坚实的支撑。本文从环境监测技术在大气污染治理中运用的主要作用入手,分析了环境监测技术在大气污染治理中的运用主要检测目标和技术类型,并对提升环境监测技术在大气污染治理中的运用效果的相关措施提供了有效路径。
本文通过溶胶-凝胶法制备了La-MgTiO3催化剂,并使用模板剂和载体两种改性手段进一步改善和提高La-MgTiO3的催化活性。通过XRD、TEM、SEM、FT-IR/FIR、UV-Vis、BET/BJH、FS与XPS等表征手段对催化剂进行表征分析,研究了La掺杂量、煅烧温度、PEG分子量和负载量等多种因素对材料性能的影响。(1)通过改变La元素的含量制备掺杂型La-MgTiO3催化剂,最佳掺杂量
随着工业的迅速蓬勃发展,生产过程中的大量废水排放到环境中,造成水资源污染,危及环境中植物和人类的健康。生物吸附法是利用生物质材料去除水中污染物,在污染物治理方面具有广阔的发展前景。本文以生物质材料酵母菌为基质,对其进行羧酸改性、氨基酸改性以及Fe3O4复合改性,对制备条件中关键参数分别进行优化,开发了丁二酸改性酵母菌、谷氨酸改性酵母菌和Fe3O4改性酵母菌三种新型吸附剂,并运用扫描电镜、红外光谱等
化工园区中的VOCs物质由于其自身易挥发性且大多具有易燃、易爆及毒害作用,当这些物质由于异常排放或泄漏进入大气环境,不但严重威胁企业生产运行安全,同时也造成严重的大气环境风险事故。因此,开展化工园区VOCs事故风险预测预警研究,能够有效地降低化工园区事故风险隐患,保障人民生命健康和企业财产安全。本文通过对化工园区内各类型企业风险因素识别和分析,构建评估预警指标体系,采用基于AHP-EVM与模糊综合