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《復(fù)合納米zno光催化劑的制備、表征及性能應(yīng)用研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、分類號(hào)密級(jí)UDC編號(hào)碩士學(xué)位論文復(fù)合納米ZnO光催化劑的制備、表征及性能應(yīng)用研究陳晉芳（1218002）指導(dǎo)教師姓名于曉彩教授專業(yè)名稱環(huán)境科學(xué)論文答辯日期2015年5月27日學(xué)位授予日期2015年6月ThepreparationandcharacterizationofcompoundnanometerZnOandtheapplicationresearchonperformanceofphotocatalystThesisSubmittedtoDalianOceanUniversityInpartialfulfillmentoftherequ
2、irementForthedegreeofMasterofScienceByJinfangChenThesisSupervisor:Prof.XiaocaiYuJune,2015摘要摘要半導(dǎo)體氧化鋅(ZnO)因其寬禁帶寬度等特性而成為一種具有應(yīng)用前景的光催化劑。本論文較為系統(tǒng)地研究了以納米ZnO為光催化劑基質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行不同的改性。采用超聲沉淀法制備了純納米ZnO，通過(guò)改性分別制備了Bi/ZnO、Ce/ZnO、ZnO/PVC等多種光催化劑。用沸石負(fù)載Bi/ZnO，并對(duì)Bi/ZnO/沸石的制備條件和應(yīng)用條件進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。用偶聯(lián)劑法制備了Bi/Zn
3、O、Ce/ZnO、ZnO/PVC聚丙烯多面球，并對(duì)負(fù)載后聚丙烯多面球的光催化降解性能進(jìn)行了比較。通過(guò)多種實(shí)驗(yàn)儀器對(duì)制備的光催化劑進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和性能的探究。同時(shí)考慮實(shí)際的應(yīng)用，以海產(chǎn)品深加工廢水為目標(biāo)物進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)。對(duì)其中Ce/ZnO光催化劑進(jìn)行了光催化動(dòng)力學(xué)研究。本論文的主要研究結(jié)果如下：（1）用超聲沉淀法制備了純納米ZnO，以XRD、SEM等測(cè)試手段對(duì)制得納米ZnO進(jìn)行晶型、粒徑、形貌的表征，探討了催化劑加入量、氨氮和COD初始濃度、pH值、反應(yīng)時(shí)間、過(guò)氧化氫等因素對(duì)光催化作用的影響。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定最佳實(shí)驗(yàn)組合為：對(duì)于氨氮來(lái)說(shuō)，ZnO投
4、加量0.9g/L，氨氮初始濃度140mg/L，COD初始濃度900/L，pH值9，光照時(shí)間4h。降解率達(dá)65.804%。對(duì)于COD來(lái)說(shuō)，ZnO投加量0.9g/L，氨氮初始濃度110mg/L，COD初始濃度600/L，pH值9，光照時(shí)間3h。降解率達(dá)80.00%（2）用沉淀法制備稀土Ce/ZnO光催化劑，以紅外分析、XRD、SEM等測(cè)試手段對(duì)制得納米ZnO進(jìn)行成鍵、晶型、粒徑、形貌等的表征。通過(guò)觀察紅外光譜圖，發(fā)現(xiàn)隨著Ce摻雜量的增加，CeO2的的特征峰逐漸出現(xiàn)，且峰位置逐漸藍(lán)移。隨著煅燒溫度和煅燒時(shí)間的增加，游離水中的H-O-H的吸收峰逐漸減小
5、，氧化鋅的表面羥基峰值先增大后減小。通過(guò)XRD衍射圖譜對(duì)比分析，制備的催化劑為典型的六方纖鋅礦，結(jié)晶良好，純度較高。Ce元素已經(jīng)以某些形式存在于復(fù)合納米催化劑中。隨著煅燒溫度和煅燒時(shí)間的增加，結(jié)晶度越來(lái)越高。平均粒徑在40-50nm之間，Ce的摻雜對(duì)粒徑大小的影響不大。用制備的光催化劑對(duì)模擬海產(chǎn)品深加工廢水中的氨氮及COD進(jìn)行降解，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)于氨氮降解的影響順序?yàn)椋红褵郎囟?光照時(shí)長(zhǎng)>催化劑用量投加量>Ce的摻雜比≈煅燒時(shí)間。對(duì)于COD來(lái)說(shuō)，影響大小順序?yàn)椋汗庹諘r(shí)間>煅燒時(shí)間>煅燒溫度>Ce摻雜比>催化劑投加量。根據(jù)正交試驗(yàn)，在最佳實(shí)驗(yàn)條件下
6、，氨氮和COD的去除率分別可以達(dá)到83.4%和59.1%。（3）用溶膠凝膠法制備了Bi/ZnO光催化劑，用熱重分析、紅外分析、XRD、SEM等測(cè)試手段對(duì)制得納米ZnO進(jìn)行成鍵、晶型、粒徑、形貌等的表征。通過(guò)熱重分析，確定Bi/ZnO煅燒溫度至少高于270℃。通過(guò)紅外譜圖比較分析，隨著溫度的提高和n(Bi)：n(Zn)的增大，吸收峰發(fā)生藍(lán)移，隨著煅燒時(shí)間的增加，吸收峰紅移。通過(guò)XRD衍射分析，隨著B(niǎo)i含量、煅燒溫度和煅燒時(shí)間的增加，粒徑增加。掃描電鏡觀察，隨著n(Bi)：n(Zn)、煅燒溫度、煅燒時(shí)間的增加，粒徑相對(duì)增加，有些甚至超過(guò)納米級(jí)。用制
7、備的光催化劑分別在紫外光和可見(jiàn)光條件下，對(duì)模擬海產(chǎn)品深加工廢水中的氨氮及COD進(jìn)行降解，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定最佳的實(shí)驗(yàn)組合：紫外光條件下，對(duì)于氨氮降解的影響順序?yàn)椋汗夥磻?yīng)時(shí)長(zhǎng)>煅燒溫度>煅燒時(shí)間>n(Bi):n(ZnO)>光催化劑用量。對(duì)于COD來(lái)說(shuō)，影響大小順序?yàn)椋红袸摘要燒溫度>n(Bi):n(ZnO)>光催化劑用量>煅燒時(shí)間>光反應(yīng)時(shí)間。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，氨氮和COD的去除率分別可以達(dá)到86.7.%和76.9%。可見(jiàn)光條件下，對(duì)于氨氮降解的影響順序?yàn)椋汗夥磻?yīng)時(shí)長(zhǎng)>光催化劑用量>煅燒時(shí)間>煅燒溫度>n(Bi):n(ZnO)。對(duì)于COD來(lái)說(shuō)，影響
8、大小順序?yàn)椋汗夥磻?yīng)時(shí)間>煅燒時(shí)間>煅燒溫度≈n(Bi):n(ZnO)>光催化劑用量。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，氨氮和COD的去除率分別可以達(dá)到87.19%和8
