学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

K_6Nb_（10.8）O_（30）的软化学制备及其光催化性能研究

作　者: 胡艳君
导　师: 张高科
学　校: 武汉理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 铌酸盐 软化学合成 光催化降解 酸性红G
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 69次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


染料废水一直是废水处理中的难题,其具有成分复杂、色度高、排放量大、毒性大、可生化性差的特点。采用光催化氧化技术处理有机废水具有高效、节能、无二次污染等优点,从而引起了广大学者的广泛关注。而铌酸盐类化合物,因其结构的多变性和可调控性,被广泛用于铁电及介电材料等领域。近年来,人们发现一些铌酸盐具有优异的光催化分解水制氢性能,使其在绿色能源方面具有诱人的应用前景。钨青铜（TB）型的铌酸盐催化剂通常采用固相法合成,但合成的温度较高、纯度不高、比表面积小、催化活性较低等问题。本文较详细的研究了铌酸盐催化剂K6Nb10.8O30软化学法的合成及其光催化降解有机物的性能。本文采用软化学法制备K6Nb10.8O30化合物,并利用XRD、FESEM、XPS等测试方法对样品进行表征。XRD和FESEM检测结果表明:在800℃焙烧24h可合成纯度较高的K6Nb10.8O30粉末晶体,铌酸盐化合物K6Nb10.8O30,属于四方晶系,空间群P4/mbm（127）,结构为钨青铜（tungsten bronze,TB）型结构（JCPDS87-1858）。软化学合成的K6Nb10.8O30晶粒较小,晶粒的外形呈长方柱状,晶粒直径约为150nm,晶粒长度约400-600μm,颗粒大小分布均匀。XPS图谱分析可以得出,在K6Nb10.8O30催化剂中Nb存在两种价态Nb5+和Nb4+,而Nb5+的含量都大于Nb4+的含量,并且Nb4+的含量比用固相法制备的物质中含量多。以酸性红G模拟染料废水为对象进行光催化降解实验,分析考察了催化剂合成方法、催化剂投加量、反应物的初始浓度等因素对光催化降解的影响。50mg/L的酸性红G的光催化降解对比实验表明,软化学合成的K6Nb10.8O30的催化活性要高于高温固相法合成的K6Nb10.8O30的样品,其催化效果与P25效果接近,并且在20min时,脱色率已达67.3%,而高温固相合成的化合物其脱色率仅为52.8%。对降解液进行紫外可见光谱分析结果表明,K6Nb10.8O30可以将酸性红G的偶氮结构、稠环结构破坏分解。动力学研究表明,K6Nb10.8O30光催化降解酸性红G的反应属于一级反应,可以用L-H动力学方程描述。通过红外光谱和紫外可见光谱分析结果,探讨了层状铌酸盐光催化降解酸性红G的机理。酸性红G溶液的脱色不是因催化剂的吸附作用,而是铌酸盐催化剂在紫光灯照射下的催化降解作用。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-25
  1.1 印染废水的来源及水质特征  9-12
    1.1.1 印染废水的来源  9-11
    1.1.2 印染废水水质特征  11-12
  1.2 印染废水处理技术的发展现状  12-17
    1.2.1 物理处理法  12-13
    1.2.2 印染废水的生物处理法  13-14
    1.2.3 化学处理法  14-17
  1.3 半导体的光催化反应研究简况  17-18
  1.4 铌酸盐在催化应用方面的研究现状  18-23
    1.4.1 铌酸盐光催化剂的合成  18-21
    1.4.2 铌酸盐的应用  21-23
  1.5 本文的研究目的及研究内容  23-25
第2章 催化剂的制备及表征  25-38
  2.1 实验部分  25-28
    2.1.1 实验试剂及仪器  25
    2.1.2 样品的制备  25-27
    2.1.3 分析方法及表征  27-28
  2.2 结果与讨论  28-37
    2.2.1 X射线衍射分析  28-33
    2.2.2 扫描电镜分析(SEM)  33-34
    2.2.3 X射线光电子能谱(XPS)分析  34-36
    2.2.4 紫外可见漫反射光谱分析(UV-Vis diffuse reflectance)  36-37
  2.3 小结  37-38
第3章 K_6Nb_(10.8)O_(30)光催化降解酸性红G的实验研究  38-48
  3.1 实验部分  38-39
    3.1.1 实验试剂及仪器  38-39
    3.1.2 实验方法  39
    3.1.3 分析方法  39
  3.2 结果与讨论  39-47
    3.2.1 染料最大吸收波长的确定  39-40
    3.2.2 催化反应条件实验  40-41
    3.2.3 焙烧温度对催化剂活性的影响  41-43
    3.2.4 焙烧时间对催化剂活性的影响  43
    3.2.5 染料初始浓度对光催化剂性能的影响  43-44
    3.2.6 催化剂投加量与降解率的关系  44-45
    3.2.7 催化剂的光催化活性及其与P25的活性比较  45-47
  3.3 小结  47-48
第4章 K_6Nb_(10.8)O_(30)降解酸性红G反应动力学研究  48-58
  4.1 实验部分  49-50
    4.1.1 试剂及仪器  49
    4.1.2 实验试剂及仪器  49
    4.1.3 实验方法  49
    4.1.4 分析方法  49-50
  4.2 结果和讨论  50-55
    4.2.1 K_6Nb_(10.8)O_(30)降解不同浓度酸性红G的反应级数  50-52
    4.2.2 不同投加量的K_6Nb_(10.8)O_(30)降解酸性红G溶液的反应级数  52-55
  4.3 对比实验的动力学研究  55-57
  4.4 小结  57-58
第5章 K_6Nb_(10.8)O_(30)光催化降解酸性红G机理初探  58-64
  5.1 实验部分  58
    5.1.1 实验试剂及仪器  58
    5.1.2 实验方法  58
    5.1.3 分析方法  58
  5.2 结果与讨论  58-63
    5.2.1 K_6Nb_(10.8)O_(30)光催化降解酸性红G的红外光谱分析  58-60
    5.2.2 酸性红G溶液的紫外-可见吸收光谱分析  60-61
    5.2.3 催化机理初步分析  61-62
    5.2.4 酸性红G脱色历程  62-63
  5.3 小结  63-64
第6章 结论  64-66
参考文献  66-71
致谢(一)  71
致谢(二)  71-72
附录  72

相似论文

  1. 静电纺丝法制备TiO2及其光催化行为的研究,O614.411
  2. BiVO4/膨润土光催化剂的制备及其对印染废水处理的研究,X791
  3. 原水中典型异味物质的光催化降解研究,O643.32
  4. 新型纳米ZnO的制备、表征及其光催化性能研究,X703.1
  5. 复合型光催化剂H_3PW_（12）O_（40）/TiO_2光催化降解孔雀石绿与对硝基苯胺的研究,X703
  6. 羟基磷灰石改性及光催化降解染料性能研究,X703
  7. 钛氧化物功能薄膜的制备及其性能研究,TB383.2
  8. 碳热还原制备碳化硅纳米线及其性能研究,TB383.1
  9. 过渡金属取代多金属氧酸盐的合成、表征及其光催化性质研究,O643.36
  10. N、Zn共掺杂纳米TiO_2光催化剂的制备及其应用研究,O643.36
  11. 铋钛氧化物复合半导体的制备及用于可见光光催化降解有机污染物的研究,O643.36
  12. 医疗废物蒸汽灭菌装置尾气分析及光催化降解的研究,X799.5
  13. 用于车内VOC治理的光催化剂的制备及其性能研究,TQ426.8
  14. TiO_2的掺掺与光催化性能研究,O614.411
  15. 掺铁TiO_2催化剂与H_2O_2联合处理苯酚废水实验研究,X703
  16. 金属氧化物催化臭氧氧化酸性红B和酸性大红GR,X703
  17. 微球型TiO_2的超声制备、表征及光催化降解内分泌干扰素双酚A的研究,X703.5
  18. 金属酞菁温敏聚合物的制备及在绿色催化方面的应用,O643.32
  19. 四针状氧化锌晶须的表面改性及其光催化性能研究,TN304.21
  20. 超重力均相催化臭氧化处理酸性红B模拟染料废水的研究,X703
  21. 网络状纳米TiO_2及其复合物的制备与应用研究,TB383.1

中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
© 2012 www.xueweilunwen.com