复合纳米SnO2基光催化剂制备及其降解海洋柴油污染的研究

来源 :大连海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhaoguopu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着人类对海洋资源的日益重视,越来越多的开发手段得以推广,随之而来的海洋油污不可避免。寻求高效、经济、绿色的海洋油类污染的治理途径迫在眉睫。二氧化锡是宽带隙N型半导体的金属氧化物,拥有的光、电学及催化性能都很独特,成为了一种广泛应用的光催化材料。本文以纳米SnO2为基质的光催化剂催化降解海水中柴油污染取得了显著效果。考察了催化剂的投加量、催化剂的配比浓度、初始油污浓度、被处理油污海水的pH值、过氧化氢浓度、光照反应时间等因素对光催化降解柴油效果的影响。采用化学共沉淀法制备了纯纳米SnO2,并对其进行了掺杂改性制备了复合型纳米SnO2基催化剂,提高了光催化性能,对掺杂改性的ZnO/SnO2光催化剂进行了光催化动力学研究。通过偶联剂法制备了聚丙烯多面球负载纳米SnO2光催化剂、纳米Cu/SnO2光催化剂、纳米ZnO/SnO2光催化剂,对自制负载型光催化剂的光催化降解海水中柴油污染的性能进行了比较研究。本论文的主要研究结果如下:(1)在实验室条件下,采用化学沉淀法制得半导体SnO2纳米光催化剂,并利用SEM、XRD测试等方法对其结构、晶粒尺寸等进行了表征。通过改变实验条件研究纳米SnO2光催化剂的光催化降解率,并通过正交试验优化了实验条件。结果表明所制备的样品为金红石样的SnO2粒子,平均直径为40.3纳米。正交实验显示在紫外光照下,油污浓度0.15g/L,其中400℃煅烧SnO2用量分别为0.2g/L,pH为8,过氧化氢添加量为0.2g/L,反应时间为2h,海水中油污去除率为89.24%。(2)采用化学沉淀法制得Cu/SnO2复合纳米光催化剂,XRD、SEM等测试手段对自制光催化剂的表征显示所制备的样品为金红石结构的SnO2粒子,晶粒平均尺寸为25.60纳米。自制复合型Cu/SnO2纳米光催化剂较纯SnO2纳米光催化剂具有更好的稳定性。通过改变实验条件研究了紫外光下Cu/SnO2复合纳米光催化剂降解海洋柴油污染的效率。正交实验显示在紫外光照下,油污浓度0.15g/L,400℃煅烧掺杂比为0.03的复合纳米二氧化锡光催化剂用量为0.3g/L,pH为9,过氧化氢添加量为0.3g/L,反应时间为3h,海水中油污去除率为89.41%。(3)采用化学共沉淀法制备纳米ZnO/SnO2光催化剂,以XRD、SEM等测试手段对制得催化剂进行表征。通过XRD衍射图谱对比分析,制备的催化剂仍为典型的四方晶系金红石结构,结晶良好,纯度较高。通过改变实验条件研究了紫外光下ZnO/SnO2复合纳米光催化剂降解海洋柴油污染的效率。正交实验显示在紫外光照下,油污浓度0.05g/L,400℃煅烧掺杂比为0.25的复合纳米二氧化锡光催化剂用量为0.4g/L,pH为8,过氧化氢添加量为0.3g/L,反应时间为2h,海水中油污去除率为91.50%。(4)研究了纳米ZnO/SnO2光催化剂降解海水油污的反应动力学关系,基础模型为Langmuire-Hinshelwood(L-H)动力学模型,考察了催化剂制备条件的ZnO掺杂量、油污初始浓度、纳米ZnO/SnO2光催化剂催化剂投加量以及H2O2浓度4个因素的影响,结果表明光催化氧化反应符合一级反应动力学方程。(5)自制聚丙烯多面球负载型ZnO/SnO2、Cu/SnO2复合光催化剂具有比表面积大、稳定性好、廉价易得、形成均匀薄膜并且不易脱落可以长期稳定保存的特点,有利于大量生产推广。比较两种负载型复合光催化剂处理海水中柴油污染的结果显示载型ZnO/SnO2复合光催化剂在催化剂掺杂比为0.25、投加负载好的聚丙烯球数量相同(投加量为0.5g)、油污初始浓度为0.3g/L、反应时间为2h,去除率达可达95.75%;负载型Cu/SnO2复合光催化剂在催化剂掺杂比为0.03、投加负载好的聚丙烯球数量相同(投加量为0.5g)、油污初始浓度为0.5g/L、反应时间为3h,去除率达可达95.92%。负载型Cu/SnO2光催化剂对柴油污染的掺杂比为0.25的负载型ZnO/SnO2光催化剂适合快速的处理低浓度柴油污染,掺杂比为0.03的负载型Cu/SnO2光催化剂适合于较快处理浓度0.3g0.5/L的柴油污染。对负载后的负载型ZnO/SnO2复合光催化剂的聚丙烯球进行循环使用验证其负载效果,重复3次实验后,去除率分别为95.50%、93.52%、86.21%。
其他文献
根据杨思澍主编的<新编中成药应用指南>一书中七厘散治疗带状疱疹,紫金锭有辟秽解毒、消肿开窍止疼之功效,笔者用来治疗带状疱疹31例,取得了满意的效果,现将结果报告如下.
目的探讨经食道超声心动图(TEE)在三尖瓣成形术中的应用价值。方法对62例三尖瓣成形手术患者术中行食道超声心动图检查。TEE全程监测整个手术过程,术前观察三尖瓣及其附属结构
光催化技术可以将低密度太阳能转化为高密度化学能,或直接利用太阳能降解水和空气中的各种有机污染物,是理想的环境污染治理和洁净能源生产的技术,近年来得到了飞速的发展。目前传统的半导体催化剂只能在有光的条件下进行光催化反应,而当光源关闭后,催化剂处于“失活”状态。“催化记忆”材料可以通过催化剂中电子受体的价态的变化来贮存和释放光生电子,而使材料在无光时也具催化活性,从而延长催化反应的时间。因此,构建和制
目的探讨高频超声检查甲状腺腺瘤的临床价值。方法回顾分析经手术和超声引导下组织活检病理证实的36例甲状腺腺瘤的超声表现及鉴别诊断方法,分析误诊原因。结果 36例中甲状腺
【摘 要】语文课堂教学是一门艺术,在语文课堂教学中要注重课堂的教学艺术,课堂教学艺术的运用,能激发学生学习语文的兴趣。本文将从语文课堂的导入、提问、激励教学艺术方面研究。  【关键詞】课堂语文;导入艺术;提问艺术;激励艺术  【中图分类号】G321 【文献标识码】A  【文章编号】2095-3089(2018)12-0207-01  一、导入艺术  课堂的导入如同一出戏的“序幕”,至关重要。好的导