MgZnCr-TiO2类水滑石复合可见光催化剂对刚果红的吸附降解研究

摘要

光催化氧化因无需添加化学氧化剂而被认为是一种绿色氧化技术，本论文以MgCl2、ZnCl2、CrCl3?6H2O、无水 Na2CO3、TiO2和NaOH为原料，通过简单的共沉淀法，成功的制备了不同金属摩尔比（Mg:Zn:Cr）和不同二氧化钛负载量的MgZnCr-TiO2类水滑石可见光催化剂，通过XRD、SEM、TEM、拉曼光谱、BET等手段对制备的MgZnCr-TiO2类水滑石可见光催化剂进行表征。刚果红由于被广泛的使用、难以生物降解及对一些生物的毒性作用而被选为目标污染物。论文研究了MgZnCr-TiO2类水滑石可见光催化剂对刚果红的吸附特性及光降解能力，得到如下结果:
　　1．所制备的MgZnCr-TiO2类水滑石为层状结构，拥有水滑石的特征衍射峰；
　　2．对于MgZnCr-TiO2(1:1:2-0.05)，其比表面积达到了170.3364 m2/g；
　　3．吸附等温线最符合 Langmuir模型，其最大吸附量为526.32 mg/L，吸附动力学满足准二级吸附动力学。吸附热力学研究表明，MgZnCr-TiO2类水滑石可见光催化剂对刚果红的吸附是自发的吸热反应；
　　4．在对刚果红的可见光降解实验研究中发现，在反应40 min后，对刚果红的去除率能达到98％；
　　5．对 MgZnCr-TiO2类水滑石可见光催化剂降解刚果红的机制进行了分析：MgZnCr-TiO2类水滑石可见光催化剂在可见光的激发下，价带上的电子被激发而迁移到导带，导带上的电子和氧气反应产生强氧化性超氧自由基（O2?-）而价带上留下强氧化性的空穴（h+），刚果红分子与超氧自由基及空穴发生反应，从而被降解。实验还发现 MgZnCr-TiO2(1:1:2-0.05)类水滑石可见光催化剂在经过5次循环实验后仍然较稳定。和吸附相比较，光催化降解能彻底的去除刚果红，这可能是一种有效的处理方式。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 光催化

1.2 类水滑石

1.3 染料

1.4 本论文的研究内容

1.5 本论文研究的目的及意义

第二章 MgZnCr-TiO2可见光催化剂的合成及性能表征

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 MgZnCr-TiO2可见光催化剂的制备

2.4 不同影响因素对材料合成的影响

2.5 MgZnCr-TiO2可见光催化剂的表征

2.6 表征结果

2.7 本章小结

第三章 MgZnCr-TiO2光催化剂对刚果红的吸附及光催化研究

3.1 引言

3.2 不同摩尔比的 MgZnCr-TiO2光催化剂对刚果红的吸附及光催化影响

3.3 不同 pH 条件下制备的 MgZnCr-TiO2光催化剂对刚果红的吸附及光催化影响

3.4 不同量TiO2负载的MgZnCr-TiO2光催化剂对刚果红的吸附及光催化影响

3.5 本章小结

第四章 MgZnCr-TiO2(1:1:2-0.05)对刚果红溶液的吸附研究

4.1 引言

4.2 刚果红浓度对吸附的影响

4.3 温度对刚果红吸附的影响

4.4 离子浓度对刚果红吸附的影响

4.5 吸附等温线研究

4.6 吸附动力学研究

4.7 吸附热力学研究

4.8 本章小结

第五章 MgZnCr-TiO2的光催化性能研究

5.1 引言

5.2 MgZnCr-TiO2(1:1:2-0.05)光降解刚果红

5.3 MgZnCr-TiO2（1:1:2-0.05）可见光催化剂的重复利用

5.4 MgZnCr-TiO2（1:1:2-0.05）降解刚果红的机理分析

5.5 本章小结

全文总结及展望

全文总结

展望

参考文献

附录A 攻读硕士期间发表的学术论文目录

附录B 攻读硕士期间申请的专利目录

致谢