tio2光催化降解亚甲基蓝影响因素的考察
稀土元素掺杂纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝研究
稀土元素掺杂纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝研究【摘要】：亚甲基蓝是废水中主要的有机污染物之一，是废水处理的主要对象。
对于这个污染问题，选择用具有发展前景的光催化材料纳米TiO2来作为光催化剂，对亚甲基蓝进行光催化降解的研究，从而提供了对印染废水处理的有效方法。
虽然TiO2光催化剂是一种理想的催化剂，但是TiO2的光催化活性较低，限制了它的应用。
因此对TiO2进行掺杂改性来提高光催化活性和对太阳光的利用，可以更好地降解污染物。
在本实验中，用直接热氧化法来制备稀土元素（La、Ru）掺杂TiO2纳米复合膜（光催化剂），采用SEM、XRD、电化学测试等手段对TiO2复合膜的结构、成分和表面形貌进行性能表征测试，并用甲基蓝溶液为降解物来评价稀土掺杂后TiO2复合膜的光催化性能。
实验结果表明：稀土掺杂后的TiO2复合膜与未掺杂的TiO2复合膜相比，稀土掺杂后的TiO2复合膜具有较好的光催化活性。
【关键词】：热氧化法，光催化，稀土掺杂TiO2，亚甲基蓝，降解The research of rare earth element doped nanometer TiO2 photocatalytic degradation of methylene blue【Abstract】: M ethylene blue as one of the typical organic pollutants in the printing and dyeing wastewater, so is an important object of printing and dyeing wastewater treatment.In response to this serious pollution problem,chose an environmental protection nanometer TiO2 photocatalysis materials for the degradation of methylene blue which is vast application of development, and provide an effective method of treatment printing and dyeing wastewater. TiO2 is a kind of ideal photocatalyst, but TiO2photocatalysis have a shortcoming of low activity that make its application has been limited.In order to improve the photocatalytic activity of TiO2and utilization of visible light, so as to achieve the degradation of pollutants, we do a research of TiO2 modified by doped.In this experiment,rare earth element(La, Ru)doped nanometer TiO2 prepared by direct thermal ing SEM, XRD and electrochemical measurement of TiO2 composite film structure, composition and surface morphology of performance characterization, and for the degradation of methylene blue solution after to evaluate rare earth doped TiO2photocatalytic performance of the composite film.The results showed that: TiO2composite film of rare earth doped TiO2 composite membranes compared to the undoped, TiO2 composite film of rare-earth doped with good photocatalytic activity.【Key words】: Thermal oxidation method, Photocatalysis, Rare earth doped TiO2 Methylene blue,Degradation目录第一章绪论 (1)1.1 我国印染废水污染现状与危害 (1)1.1.1 印染废水污染现状 (1)1.1.2 印染废水的危害 (1)1.2 印染废水的处理技术 (2)1.2.1 物理法 (2)1.2.2 化学法 (2)1.2.3 生物法 (2)光催化的应用与发展的趋势 (2)1.3 纳米TiO2光催化的应用 (2)1.3.1 纳米TiO2光催化的发展趋势 (3)1.3.2 纳米TiO21.4 纳米TiO的制备方法 (3)21.4.1 Sol-Gel(溶胶-凝胶法) (3)1.4.2直接热氧化方法 (4)1.4.3 液相沉积法（LPD） (4)1.5 纳米TiO光催化剂的改性 (4)21.5.1 过渡元素掺杂 (4)1.5.2 贵金属沉积 (5)1.5.3 稀土掺杂 (5)1.6 选题研究内容及目的 (5)1.6.1 研究内容 (5)1.6.2 研究目的 (5)第二章实验部分 (7)2.1 实验主要药品及仪器设备 (7)2.1.1 主要实验药品 (7)2.1.2 主要实验仪器设备 (7)2.1.3 光电催化反应装置 (8)光催化剂 (8)2.2 直接热氧化法制备TiO22.2.1 钛板前处理 (8)2.2.2 溶液的配制 (8)2.2.3 钛板涂层 (9)2.3 TiO光催化剂光催化效果的测试 (9)22.3.1 降解物的选择 (9)2.3.2 标准亚甲基蓝溶液吸光度与浓度的关系 (9)光电催化的影响 (11)2.3.3 La3+掺杂量对TiO2光催化剂的电化学测试 (13)2.4 TiO22.4.1电化学测试装置 (13)2.4.2 OCP曲线 (13)2.4.3 极化曲线 (14)光催化剂的表征 (16)2.5 TiO22.5.1 XRD图谱 (16)2.5.2 SEM图谱 (16)第三章结论与展望 (18)3.1 结论 (18)3.2 展望 (18)参考文献 (19)致谢....................................................... 错误！未定义书签。
WO3-TiO2光催化降解亚甲基蓝的研究
１ ． ２ 催 化剂 的 制备
Ｔ ｉ Ｏ 进行改性 ， 既能扩展光谱 响应 范围又可减 少 载 流子 复 合 ， 而 关 于这 类 研 究鲜 见 报 道 ． 鉴 于
二元 半 导体 ＷＯ 和 Ｔ ｉ Ｏ：复合 可 使 光 生 载 流 子
收稿 １ ３期 ： ２ ０ １ ２—１ ２— ０ ３
关键词 ： 光催化 ； ＷＯ３ 一 Ｔ ｉ Ｏ２ ； 溶胶一 凝胶法 ； 亚 甲基蓝
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５— ２ １ ９ ８ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ０ ５
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｑ ０ ２
文 献标 识 码 ： Ａ
钛酸 丁酯 （ 化学 纯 ） ； 无 水 乙醇 （ 分 析纯 ） ； 冰 乙酸 （ 分析 纯 ） ； 浓硝酸 （ 分析纯 ） ； 钨 酸铵 （ 分 析 纯） ； 亚 甲基蓝 （ 分析 纯 ） ； 实验室 用水 为蒸 馏水 ． 紫外光 可见 分 光 光 度计 ； 恒 温 电 阻炉 ； 真 空 干燥箱 ； 医用离 心机 ； 多功 能搅 拌器 ； 多功 能光 化 学反应 仪 ； 数控 超声 波清洗 器 ．
Ce—TiO2／SiO2模拟太阳光下催化降解亚甲基蓝的研究
２１ ０ ２年 ９月
工业 水处 理
Ｉ ｕ ｔｉｌＷ ａｅ ｅ ｔ ｎｔ ｎｄ ｓｒａ ｔ ｒＴｒ ａｍｅ
Ｖ０ ．２ Ｎｏ９ １３ ． Ｓ ｐ ， ０１ ｅ ．２ ２
Ｃ — ｉ Ｊ ｉ ２ 拟太 阳光 下催 化 降解 亚 甲基 蓝 的研 究 ｅ ＴＯ ＳＯ 模
ｂ ｕ ， Ｈ ｆ ｈ ｏｕ ｉ ｎ， ｎ ｎ ｒ ａ ｉ ｎ ｏ ｓｏ ｅｐ ｏｏ ａａ ｙ ｉ ｅ ｃｔ ｌｅ ｐ ｏ ｅｓｌｔ ｔ ｏ ａ ｄ ｉ ｏ ｇ ｎ ｃ ａ ｉ ｎ ｎ ｔ ｈ ｔｃ ｔ ｌｔ ｆ ｉ ｎ ｙ ａ ｅ ｓ ｉ ｄ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｉ ｉａ ｅ ｔ ａ ｈ ｃ ｉ ｕ ｓｎ
ＣｅＴＯＥ ｉ ｎ ｅ ｉ ｌｔｄｓ ｎｉｈ — ｉ Ｓ０２ ｄ ｒ ｍｕａｅ ｕ ｌ ｔ ｕ ｓ ｇ
ＬｕＹ ， ｎ ｉ ｑｎ ｕＨ ｎ ｂｎ Ｚ ａ ｉｕ Ｚ ｏ ｉｉ ， ｎ ａｗ ｎ ， ａｇＨ ｉ ｉ ｕ ＹａｇＸａ ｉｇ， ｏ ｇｉｇ，ｈ ｎＳｈ ｉ ｈ ｕＱ ｂｎ ＷａｇＨ ｏ ｅ Ｙ ｎ ｕ ｏ Ｙ ，
刘 瑜 ， 晓 青 ， 一杨 于宏 兵 ， 思 辉 ， 奇彬 ， 浩 闻 ， 展 周 王 杨 慧
（． １ 南开 大 学环境 科学 与工程 学 院 ， 津 ３ ０ ７ ； ． 津市水 利科 学研 究 院 ， 天 ００ １ ２ 天 天津 ３ ０ ６ ） ０ ０ １
［ 要 ］制 备 了 Ｃ 摘 ｅ掺 杂 的 ＴＯ 复 合 ＳＯ 光 催 化 剂 （ ｅ ＴＯ ＳＯ ）使 用 该 光 催 化 剂 在 模 拟 太 阳 光 下 催 化 降 解 ｉ ｉ： Ｃ — ｉＪ ｉ ， 亚 甲基 蓝 水 溶 液 ， 究 了催 化 剂 用 量 、 甲基 蓝 初 始 质 量 浓 度 、 液 ｐ 无 机 阴离 子 对 光催 化 降解 效 果 的 影 响 。 果 研 亚 溶 Ｈ、 结
TiO2-SnO2复合粉体光催化降解亚甲基蓝
＊ 家 自然科学基 金资助项 目（０７０ ０ ； ６６ １１） 山东省 自然科 学基金资助项 目（ ２０ Ｂ９ Ｙ０６２） 收稿 日期 ；０７ ７—１ ２０ —０ ０
维普资讯
７ ８
山 东 师 范 大 学 学 报 （ 然 科 学 版） 自
第２ ２卷
成 Ｂ溶液 ． Ａ溶液 逐滴 加入到 Ｂ溶液 中， 后在室温下搅拌 ３ｈ 到淡 黄色透明 的 ｎ溶 胶 ． 将 然 得
根据复合物含量需求 ， 把预定量 的 ＳＣ ５ ０溶解 到 ７ ％ Ⅲ ３中， ｎ ｈ・ ０ ０ 然后加入到去离 子水 和无 水 乙醇 的混合液 中形成 Ｃ 溶液 ． Ａ溶液 逐滴加入到 Ｃ溶 中， 将 然后 在室温下搅拌 ３ｈ 到淡 黄色透明的 Ｔ—ｓ 混合溶胶 ． 得 ｉ ｎ １２ ｉ２ ｎ ２ ． Ｔ０ 一ｓ （ 粉末的制 备 ） １３ ＿ Ｘ射线 衍射 （ Ｉ ） ）ｍ 分析 【 制备 好的溶胶在室温下 陈化 ６ｈ后 ， 放入烘箱 中 ７ ０℃干燥 ３ ， 到淡黄色 干凝胶 ． ６ｈ 得 然后在 不 采 用德国生产的 Ｂ ｋｒ ８ Ｘ射线粉末衍射 仪（【 对样 品的晶体结构进行分析 ，ｕ靶 ， Ｑ ｏ ｒ ｅ —Ｘ 型 ）ｍ） Ｉ Ｃ Ｋ 同温度下热处理 １ｈ研磨后 得到 Ｔ（ 或复合 Ｔ０ 一ｓ（ ， ｉ２ ） ｉ２ ｎ） ２纳米 颗粒 ．
中染料污染物亚 甲基蓝 为 目标反应 ， 考察 了材料的光催化性 能 ．
１ ０
２ ０
３ ０
４ ０
５ ０
６ ０
７ ０
２ ／ｅ ｒ ｅ ０ｄ ｇｅ
图 ２ 热处理 温度 对 Ｔ０ （ ｎ ２ ％） ｉ２ Ｓ０ ５ 样品
图 １ 热 处理 温 度 对 ＴＯ ｉ２粉 末 Ｘ Ｄ 的影 响 Ｒ Ｘ Ｄ的 影 响 Ｒ
二氧化钛光催化降解亚甲基蓝影响因素的研究
简单实用的方法来降解亚甲基蓝染料废水，减轻染料废水对环境的污染，
达二氧化钛光催化原理
二氧化钛作为半导体光催化剂，其能带间隙为 3.2eV, 当受到波长
小于 387.5nm 的紫外光照射时，二氧化钛价带电子受到激发跃迁至导带，
因而在价带产生电子空穴（ hV+B ）和在导带产生光生电子（ eC−B ）对。在 水溶液中， hV+B 和 eC−B 又可以与水和氧气发生一系列反应，进而生成羟基 自由基 (·OH) 等强氧化自由基将有机物彻底氧化降解，矿化为无机小 分子。其反应步骤如下所示 [1]：
在敞口反应容器（直径 15cm，高 7cm 的圆柱形蒸发皿）中加入
（2）OH- 被光生空穴中和产生羟基自由基：
(H 2O ⇔ H + + OH − ) + hV+B → •OH + H + （3）
（3） O2•− 被质子中和：
O2•− + H + → HO2•
（4）
（4）瞬态过氧化氢自由基形成和歧化氧化：
2HO2• → H 2O2 + O2 （5）H2O2 分解和第二次氧还原： H 2O2 + e− →•OH + OH −
Keywords: Photocatalytic;Methylene blue;Influencing factors
亚甲基蓝是染料生成和使用过程中一种很典型很常见的染料，生产
过程中丢失的亚甲基蓝未经处理排入水体会造成严重的水污染。本研究
的主要目的是通过模拟废水处理实验来优化分子筛 TiO2 光催化降解亚 甲基蓝体系的反应条件，对反应过程进行分析，期望能找到一种方便、
Zhang Dan ( Shanghai HuaMin Environmental Science and Technology Development Co., Ltd., Shanghai 200062,China)
纳米CdS／TiO2对亚甲基蓝废水溶液的光催化降解研究
ｅ ａａｅ ｅ ｅ ｔ ｌ ｈ ｌｃｒ ｎ ｎ ｏｅ ｅ ｅａ ｙ ｌ ｔｔ ａｓ ｔ ｈ ｔｃ ａ ｆ ｃ ｖｔ ｎ ｎｈ ｈ ｏ ｖ ｒ ｏ ｆｍｅｈ ｌｔ ・ ｓ ｐ ｒｔ ｆ ｃｉｅｙ ｔｅ ｅｅ ｔｏ ｓ ａ ｄ ｈ ｌｓｇ ｎ ｒ ￣ｄ ｂ ｉｈ ｏ ｒ ｉ ｅ ｐ ｏｏ ｔ ｙ ｅａ ｔ ｉｙ ａ ｄ ｅ ａ ｅ ｔｅ ｃ ｎ ｅ ｉｎ ｏ ｔｙ ｉ ｖ ｇ ｅ ｈ ａ ｌ ｉ ｉ ｎ ｓ ｈ
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TiO2纳米管阵列改性及光电催化降解亚甲基蓝的研究的开题报告
TiO2纳米管阵列改性及光电催化降解亚甲基蓝的研究的开题报告题目：TiO2纳米管阵列改性及光电催化降解亚甲基蓝的研究一、研究背景及意义随着环境污染日益加剧，光电催化降解技术在环保领域中得到了广泛的应用。
TiO2纳米管阵列是一种新型的光电催化材料，因其具有良好的光学性能和化学性能而被广泛关注。
但是，纯TiO2纳米管阵列的光电催化性能仍有限，进一步改性是提高其催化性能的重要途径。
本研究将通过改性TiO2纳米管阵列的表面性质和结构来提高其光电催化活性。
选择亚甲基蓝作为模拟污染物，研究不同改性方式对其光电降解的影响。
研究结果将为光电催化降解技术的进一步发展提供参考和指导。
二、研究内容及方案1. TiO2纳米管阵列的制备和表征采用阳极氧化法合成TiO2纳米管阵列，采用扫描电镜（SEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）等技术对其表面形貌和结构进行表征。
通过X 射线衍射（XRD）和比表面积测定（Brunauer–Emmett–Teller，BET）等技术对其晶体结构和比表面积进行分析。
2. TiO2纳米管阵列的改性采用不同的改性方式对纯TiO2纳米管阵列进行改性，包括金属离子掺杂、有机物表面修饰和贵金属修饰等。
通过X射线光电子能谱（XPS）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）等技术对改性后的TiO2纳米管阵列表面性质进行分析。
3. 光电催化降解亚甲基蓝采用自制的光电池对亚甲基蓝进行光电催化降解实验。
探究改性方式对TiO2纳米管阵列的光电催化降解活性的影响。
通过紫外-可见分光光度计（UV-vis）和高效液相色谱（HPLC）等技术对反应过程中的吸收和降解产物进行监测和鉴定。
三、研究进度安排第一年：制备纯TiO2纳米管阵列样品并表征其形貌和结构；选择改性方式，并对改性后的样品进行表征。
第二年：建立光电催化降解实验系统；探究改性方式对样品的光电催化降解活性的影响。
第三年：对反应过程中的吸收和降解产物进行监测和鉴定；分析实验结果并撰写论文。
CuO_TiO_2_H_2O_2可见光催化亚甲基蓝脱色效果及影响因素研究(1)
第2卷 第6期环境工程学报Vol.2,No.62008年6月Chinese Journal of Envir on mental EngineeringJun.2008Cu O /TiO 22H 2O 2可见光催化亚甲基蓝脱色效果及影响因素研究吉芳英 邱 雁 徐 璇 袁云松(重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆400045)摘 要 以水解法制备的锐钛矿型Ti O 2为载体,制备了Cu O /Ti O 2型光催化剂。
以亚甲基蓝为对象,在可见光照射下研究了H 2O 2加入量、pH 值和催化剂投加量对脱色效果的影响,同时与改性前的Ti O 2催化剂进行了脱色效果的对比。
结果表明亚甲基蓝在碱性条件下能较好脱色,H 2O 2用量和Cu O /Ti O 2催化剂投加量分别为每1000mL 反应液各加入10mL 和011g 时脱色最好;另外,Ti O 2催化剂也在碱性条件下能较好脱色,H 2O 2用量和催化剂投加量分别为每1000mL 反应液各加入1215mL 和011g 时脱色最好。
最优条件下对比实验表明,Cu O /Ti O 2型催化剂在可见光照射下具有很高的催化活性,亚甲基蓝2h 脱色率达到88%,远好于改性前的Ti O 2和Degussa P25催化剂。
关键词 可见光 光催化 Cu O /Ti O 2 亚甲基蓝 影响因素中图分类号 X703 文献标识码 A 文章编号 167329108(2008)0620743205Study on decolor i za ti on effect and i n fluenc i n g factors of m ethylene bluei n Cu O /T i O 22H 2O 2photoca t a lyti c syste m under v isi ble li ghtJ i Fangying Q iu Yan Xu Xuan Yuan Yuns ong(Key Laborat ory of Three Gorges Reservoir Regi on ’s Eco 2Envir onment,M inistry of Educati on,Chongqing University,Chongqing 400045)Abstract The Ti O 2powder phot ocatalyst was p repared by hydr olyze method,and CuO /Ti O 2phot ocatalyst was p repared by Cu O supported on these Ti O 2.I nfluence of H 2O 2concentrati on,pH value and Ti O 2concentra 2ti on were studied by exa m ing decol orizati on rate of methylene blue under visible light .And phot ocatalytic activity of Ti O 2phot ocatalyst without CuO was als o studied as contrast .Methylene blue can be p referably decol orized un 2der alkaline conditi on .Decol orizati on rate reaches the best when H 2O 2is 10mL per 1000mL methylene blue and phot ocatalysts dosage is 011g .Ti O 2phot ocatalyst als o can decol orize methylene blue under alkaline condi 2ti on,but decol orizati on rate reaches the best when H 2O 2is 1215mL and phot ocatalyst dosage is 011g .Contrast experi m ent under op ti m um conditi ons shows that decol orizati on rate using Cu O /Ti O 2phot ocatalyst reaches 88%within 2h,which is much better than Ti O 2and Degussa P25.Key words visible light;phot ocatalysis;Cu O /Ti O 2;methylene blue;influencing fact or基金项目:国家自然科学基金资助项目(50278101);教育部博士点基金(20070611009);重庆市2005年重点科技攻关项目(CSTC,2005AB7030)收稿日期:2007-10-17;修订日期:2007-12-13作者简介:吉芳英(1964～),女,教授,博士生导师,主要从事水污染控制理论及技术研究。
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tio2光催化降解亚甲基蓝影响因素的考察
亚甲基蓝是一种有毒有害的有机污染物，污染地下水和地表水，对人体健康有很大的威胁。
亚甲基蓝的光催化降解已成为一种新的处理技术，具有一定的应用前景。
那么TiO2光催
化降解亚甲基蓝的影响因素有哪些呢？
答：
TiO2光催化降解亚甲基蓝的影响因素主要有光照强度、温度、pH值、TiO2质量分数以
及添加剂等。
首先，光照强度对TiO2光催化降解亚甲基蓝影响很大。
随着光照强度的增加，光能越来
越多地被激发出，从而加快光催化效果。
其次，温度也是影响TiO2光催化降解亚甲基蓝的重要因素。
提高反应温度可以增加光能
被激发出来，从而有效地降低亚甲基蓝的浓度。
另外，pH值对TiO2光催化降解亚甲基蓝也具有重要作用。
适当的pH值可以改变溶解物
原子的电荷，使TiO2表面上形成的物理和化学反应增强，从而加快光催化反应的效率。
此外，TiO2质量分数也是TiO2光催化降解亚甲基蓝的一个非常重要的影响因素，质量分
数越高，光催化效率越高。
最后，添加剂对TiO2光催化降解亚甲基蓝的作用也很大。
添加合适的添加剂可以改善
TiO2的外在特性，如重量分数、表面特性和粒径，从而提高亚甲基蓝的降解效率。
总之，光照强度、温度、pH值、TiO2质量分数以及添加剂都会对TiO2光催化降解亚甲
基蓝产生重大影响。
为了高效降解亚甲基蓝，这些影响因素都必须得到充分考虑和控制。