光催化降解双酚A催化剂的制备及性能研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ssaifengchen
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
双酚A(BisphenolA,简称BPA),作为一种典型的环境内分泌干扰物,是世界上使用最广泛的化合物之一。目前,国内外众多水体中都存在双酚A浓度超标的现象,这将对水体生态系统稳定和人类健康构成潜在的威胁。常见的处理双酚A污水的途径有物理吸附法、化学氧化法以及生物降解法等。其中,光催化作为一种在光触媒作用下发生的化学反应,凭借其能耗低、反应过程绿色化的特点成为了科学家们研究的重点。而光催化剂在光催化反应中占据核心地位。因此,寻找一种新型的环境功能材料作为光催化剂以降解水体中的有机污染物成为了该领域的研究重点。二氧化钛作为一种半导体型光催化剂,在众多催化剂中被认为是性能最佳,发展前景最广阔的。但是,二氧化钛存在量子效率较低、能带结构较宽和水中易分散的问题,这对它的实际应用造成了一定的限制。碳材料具有出色的稳定性,且能够将有机污染物吸附到吸附剂表面,从而降低水中污染物的浓度,但这种吸附作用不能完全降解污染物。与单一的材料相比,复合材料中的各种物质在性能上相互取长补短,综合性能更胜一筹。因此,制备一种同时具有光催化性能和吸附性能的材料以提升水体中有机污染物的降解率十分必要。本文以二氧化钛与碳材料为出发点合成了几种催化剂,利用透射电镜(TEM)对制备过程中催化剂的结构、组成及形貌进行了表征,并以此判断制备工艺的可行性;对几种催化剂的光催化性能进行了比较;对其制备与使用过程中影响光催化性能的因素进行了探究。主要研究结果如下:(1)采用溶胶-凝胶法制备出了形貌完整且具有良好分散性、热稳定性的3-AP&R-F核和RF核,两种树脂球粒径分别约为389.09 nm和663.3 nm。(2)利用钛酸四丁酯水解法将二氧化钛包裹在树脂球表面,在此基础上比较了直接煅烧和包硅保护再煅烧刻蚀两种方法制得的C@TiO2材料的结构与形貌。利用TEM对材料的制备过程进行了表征。研究表明,直接煅烧会使表层的二氧化钛散乱无章的排列,无法形成理想的球形结构;而通过硬模板法包硅保护再煅烧刻蚀的方法能够在煅烧过程中为TiO2提供支撑作用,从而保证其形貌完整、分散均匀。除此之外,还通过改变煅烧气体的方式制备中空的TiO2球。(3)对合成的四种球形催化剂进行光催化性能研究,四种催化剂对双酚A的降解能力由高到低为:C@TiO2>中空TiO2球C3-AP&R-F球>CRF@TiO2。重点研究了 C@TiO2的制备条件对其光催化性能的影响,实验结果表明:在N2气氛中,以600℃、700℃和800℃为例,煅烧温度升高有利于C@TiO2光催化水中的双酚A降解;催化剂中钛酸四丁酯的添加量与双酚A的降解率无线性关系,添加量为0.15 mL的催化剂对有机物的降解效果比0.3 mL和0.45 mL的更好;刻蚀催化剂表面的二氧化硅时,NaOH做模板移除剂比HF的效果更好,催化剂的光催化性能更强。在C@TiO2光催化降解双酚A的体系中,随着催化剂投加量的增加,有机物的光降解速率逐渐增加。
其他文献
氟化物通常会对植物的形态、生长和发育等方面产生不利影响。而茶树[Camellia sinensis(L.)O.Kuntze]作为一种氟富集植物,比其它植物更具氟耐受性,但其耐性机制仍然有待研究。近年来,有研究发现电压门控氯离子通道(Voltage-gated Chloride Channel,CLC)超家族具有运输 Cl-、NO3-、F-等各种阴离子的功能,一些细菌中的CLC蛋白可以将F-转运出细
城市湿地公园是城市中的重要资源,城市化进程的不断加快使得这一资源的开发被摆在了较为关键的位置。城市湿地的生物多样性保护研究一直是学术界关注的热点,而城市其核心是物种多样性的保护。城市湿地的生境类型的多样性,保护和提高湿地物种多样性,从而发挥湿地的生态价值、经济价值和社会价值是城市湿地公园重要的发展目标。基于物种多样性的城市湿地公园植物景观规划研究对城市湿地公园的开发与保护具有一定的参考价值,对实现
本文目的为合成Ni-Co双金属催化剂,在亚临界水中催化气化农业木质纤维素废弃物(如水稻秸秆、棉花秸秆和花生壳)为气体燃料。在水热气化中,Ni/Al2O3由于制备成本低且催化气化活性高,而被选为催化剂。本研究进一步在Ni/Al2O3中加入Co形成了 Ni-Co合金,以提高气化效率。首先,选择纤维素作为农业木质纤维素废弃物的模型化合物用于气化基础研究。对于Ni基催化剂,催化活性根据载体来排序依次为Al
学位
为更好的使智能自动化技术在农业领域发展,农业智能化现已成为农业机械领域的研究热点之一。智能化农业装备的发展是实现农业智能化的关键,电动拖拉机作为智能化农业装备的主要载体,其转向系统的研究是今后拖拉机实现智能化的重要组成部分。因此,本文针对传统拖拉机液压转向系统存在的不适应电动拖拉机动力来源、布置空间不足等问题,研制了适用于电动拖拉机的电动助力转向系统。研究选取了乘用车常用的电动助力转向系统作为电动
学位
学位
蚕豆(Vcia faba L.)是世界第四大冬季豆科植物,在温带地区,蚕豆往往需要越冬生长,导致其生育期较长,过晚的花期使得土地使用率及经济效益降低,促进蚕豆早花对于蚕豆生产非常重要,因此研究蚕豆开花作用机制以及相关基因的挖掘、培育优良品种、丰富种质资源将是育种工作者的重要目标。开花时间受到内外因素的共同控制,其中赤霉素途径属于植物内源开花调控途径之一,高水平的赤霉素能够促进植物早花。GASA(g
蜂花粉是一种“超级食品”,是一种具有高生物价值成分的营养食品。枸杞蜂花粉是蜜蜂在从枸杞上采集花粉的过程中加入一些花蜜和唾液,使花粉黏集成团形成的花粉团,其营养成分的功能研究比较少有报道。而近年来,天然多糖由于其多种生物学功能而受到越来越多的关注,并成为一种流行的膳食营养素。因此,选取枸杞蜂花粉多糖进行研究具有一定意义。此前,本实验室已经对枸杞蜂花粉多糖的分离纯化、理化性质、体外模拟消化特性、肠道益
随着城市化进程的加快,城市生态环境问题越来越严重,城市绿地生态建设逐渐受到关注。城市公园绿地由于其在城市中所占比重大、与人类活动关系密切的原因成为城市生态建设的关键。植物群落作为城市公园绿地最重要的组成部分,通过自身作用,使内外生境因子发生变化,影响着城市公园绿地乃至全球区域的生态环境。现今国内外相关研究多从美学角度出发,以设计优先为原则进行城市公园绿地植物群落的构建,因此城市公园绿地虽具有一定生