刘娜掺杂负载型TiO2光催化剂的制备及脉冲放电诱导降解有机废水的研究.ppt

掺杂负载型TiO2光催化剂的制备及冲放电诱导降解有机废水的研究 答 辩 人：刘 娜 指导老师：屈广周(副教授) 学 号：2011011630 2015.6.15 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 报告内容 研究背景 1 研究内容 2 结果与讨论 4 结语 6 主要结论 5 实验方法 3 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 研究背景 随着工业的发展，水环境污染问题越来越严重，水环境的治理尤为重要，而有机废水的处理也成为水环境治理领域的一个难题，因此寻求一种高效、无二次污染的新型的有机废水处理方法具有重要的现实意义。 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 研究背景 化学氧化 物理法 有机废水 处理方法 化学法 生物法 相的转移 二次污染 温和、缓慢 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 研究背景 光催化 放电等离子体诱导光催化可提高降解效率和能量利用率 放电等离子体 carrier Fe、N 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 实验内容 TiO2光催化剂的制备 TiO2光催化剂的表征 影响降解效率的因素研究 降解前后的BOD分析 溶胶凝胶-浸渍烘焙法 SEM、EDX、XRD 标准曲线 BOD快速测定仪 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 实验方法 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 催化剂的制备方法 钛酸丁酯 无水乙醇 磁力搅拌 A液 蒸馏水 乙酰丙酮 溶胶 半成品 磁力搅拌 Fe、N B液 活性炭 500℃ 马弗炉 掺杂负载型光催化剂 实验装置图 由脉冲电源、污水处理反应器、示波器、气体钢瓶、蠕动泵、抽气泵、储水器等部件构成。 结果与讨论 光催化剂的表征 1 单独活性炭 活性炭负载TiO2 （1）SEM观察 目标物 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 掺Fe(0.1%-N(1.0%)-Ti/AC 目标物 结果与讨论 光催化剂的表征 1 （2）能谱仪(EDX）观察 单独活性炭 活性炭负载掺N（2.0%）TiO2 无N N-3.66% 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 结果与讨论 光催化剂的表征 1 （3）晶体结构表征(XRD) 没有改变晶型结构 综上所述：掺杂负载型TiO2光催化剂的制备是成功的 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 结果与讨论 不同反应体系基础研究的比较 2 各体系的基础效率之间有差异，但是最高效率仅有36%。 不同反应体系的比较 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 结果与讨论 单掺杂体系的研究 3 随掺Fe量 降解效率 掺Fe量对橙黄Ⅱ去除率的影响 掺N量对橙黄Ⅱ去除率的影响 随掺N量 ，降解效率先 后 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 结果与讨论 Fe-N共掺杂反应体系的研究 4 Fe-N共掺杂反应体系的研究 最佳掺杂比例 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 结果与讨论 5 条件因素对橙黄Ⅱ去除的影响 pH值对橙黄Ⅱ去除率的影响 载气对橙黄Ⅱ去除率的影响 酸性条件最好 氧气做载气最好 电晕电压对橙黄Ⅱ去除率的影响 升高电压有利于去除率的提高 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 结果与讨论 影响橙黄Ⅱ去除率的因素 5 活性炭量对橙黄Ⅱ去除率的影响 负载层数对橙黄Ⅱ去除率的影响 随着活性炭量和催化剂负载层数的增加，去除率在升高 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 结果与讨论 S-N共掺杂负载型光催化剂降解橙黄Ⅱ的研究 6 S-N共掺杂反应体系的比较 随硫脲掺杂量的增加，橙黄Ⅱ的去除率在升高。 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 结果与讨论 橙黄Ⅱ降解前后BOD分析 7 生化需氧量是评价水中有机物等需氧污染物质的一个综合指示，此反应体系使 BOD水平大大降低，去除率达到74%。 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 降解前后的BOD值 主要结论 1 活性炭负载掺Fe(0.1%)-N(1.0%)的TiO2光催化剂的催化活性最好 2 优化方式：降低pH、氧气作载气、升高电晕电压、增加负载层数和活性炭质量 3 Fe-N、S-N共掺杂的负载型光催化剂与放电等离子体技术之间有协同作用 本研究主要得出以下结论： 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 项目补充说明 相关图片 自制漏斗 反应发生器 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 制备催化剂 降解前后的橙黄Ⅱ 结语 感谢屈广周老师细心的指导和对我严谨而严苛的要求，感谢各位专业课老师教给我的专业知识和专业素养，感谢学校实验室提供的帮助！ 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 2015届资环学院环科专业本科毕业答辩 * * 单独的活性炭在无放电状态下自然降解橙黄2的降解效率仅有12%，负载有TiO2的活性炭在无放电状态下的降解