纳米TiO2光催化剂的溶胶凝胶制备工艺及固相负载研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mandy_wang
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
随着工业化社会的发展,引起的环境污染问题日益严重,尤其是由于化工原料、建筑材料、装修材料和屋内饰品等释放有机物所引起的室内空气污染,对人们的生活造成了极大的不便,潜在地威胁着人们的生命健康。有机物是室内空气污染物的主要来源,通常具有很大的毒性,在室温下容易挥发进入空气中,随着呼吸道和皮肤进入人体,会引起一系列呼吸道疾病,严重时甚至会导致癌症和白血病,对人体造成极大的危害。在众多室内有机污染物处理技术中,以纳米Ti O2为代表的光催化降解技术,可以利用光照对有机物实现高效清洁的降解,因而,在环境领域有着极大的研究价值和使用价值。首先,利用溶胶凝胶法制备纳米Ti O2。系统的研究了不同的实验试剂因素(硝酸、无水乙醇、冰醋酸和水的加入量)对反应体系的稳定性和纳米Ti O2光催化活性的影响。可以验证,V(HNO3)/V(TBOT)=0.1,V(CH3CH2OH)/V(TBOT)=4.5,V(H2O)/V(TBOT)=0.3,V(CH3COOH)/V(TBOT)=0.25为可获得高催化活性纳米Ti O2的最佳工艺配比。通过对热处理工艺的研究发现,凝胶在400℃下热处理4 h可获得颗粒尺寸均匀,催化性能良好的纳米Ti O2,在140 min内可将2μL苯完全降解。然后,采用改进的粉体烧结工艺,将纳米Ti O2负载在硝化细菌球上。探讨粉体烧结的工艺条件(分散液浓度、单次超声吸附时间、负载次数和粉体烧结温度)对纳米Ti O2的负载及催化性能的影响。当分散液浓度为20 g/L、单次超声吸附时间为15 min、负载次数为5、烧结温度为500℃时,可实现纳米Ti O2在载体上的牢固负载,纳米Ti O2负载量可达3.71%,Ti O2负载型光催化剂具有优异的催化性能。Ti O2负载型光催化剂对苯的催化降解符合一级动力学反应方程,随着苯初始浓度的增加,一级反应速率常数逐渐减小。使用Langmuir-Hinshelwood动力学模型分析Ti O2负载型光催化剂对苯的降解规律,随着催化反应的进行,反应体系的吸附常数逐渐增大,表面反应速率常数逐渐减小。最后,将氮掺杂的纳米Ti O2(N-Ti O2)负载在硝化细菌球(NB)上,探讨在可见光下降解苯的可能。通过粉体烧结工艺制备的N-Ti O2负载型光催化剂在可见光下失活,N-Ti O2负载型光催化剂的可见光失活是由载体所导致的。NB作为载体可有效的影响其表面的N-Ti O2对可见光的吸收,进而可影响N-Ti O2负载型光催化剂在可见光下的活性。
其他文献
凸轮轴作为汽车发动机配气机构核心机械基础件,其质量对发动机的功率、凸轮挺杆摩擦副的寿命、配气机构的工作状态都有直接影响,决定着发动机乃至整车系统的性能以及可靠性,其失效将导致发动机故障、交通事故甚至是人员伤亡。因此,研究大批量生产时凸轮轴的高速高精无损检测方法与装备具有重要的应用价值。本文以目前普遍使用的组合式凸轮轴为研究对象,提出了用于凸轮轴凸轮表面微细裂纹的差动涡流检测方法。针对凸轮表面微细裂
针对目前全球爆发的能源危机与环境问题,新能源汽车作为采用非常规车用燃料为动力来源或新型动力装置的新技术汽车,成为替代传统燃油车的不二选择。其中纯电动汽车具有诸多优点,被认为是最有前途的新能源汽车。但是,纯电动汽车由于续航距离短和充电时间长限制了其普及进程。制动能量回收系统可在一定程度上减少能量的耗散,提高续航里程。本文通过分析制动能量回收影响因素,从制动能量回收控制策略出发,主要研究内容如下:(1
薄板结构是工业领域的一种常用的结构形式,它具有质量轻、散热性能好等优点,但由于其刚度低、阻尼小,振动声辐射通常较大。研究薄板结构表面阻尼处理技术,开发新型高效的粘弹性阻尼层结构,有效提高其阻尼特性,是降低板结构振动噪声的有效手段之一。本文从阻尼复合板结构中粘弹性层的拉伸弯曲变形及剪切变形耗能特性出发,提出了含弹性约束的新型被动复合阻尼层(Composite Damping Layer with E
空气弹簧刚度低、承载高,在精密制造与测量、航空航天航海等领域高端装备隔振方面具有明显的优势。然而,空气弹簧一般需要借助橡胶或活塞式结构将高压气体密封于承载腔体内,由于橡胶材料的微观孔隙导致气体泄漏不可避免,这给被隔振设备长期服役的位姿稳定性带来极大挑战。如何在保证高隔振性能的前提下大幅提升气密性已成为空气弹簧隔振技术发展的瓶颈。本文摒弃橡胶膜直接密封气体的传统思维,创新性地提出“橡胶膜-粘性流体-
电能质量直接关系到国民经济效益与人身财产安全。随着我国电力市场规模越来越庞大,众多行业对于电能质量的良好及稳定也开始有了更高的要求。恶劣的电能质量会影响电气设备的性能指标,甚至威胁电网安全。与发达国家相比,我国现阶段电能质量治理方式仍较为粗放。在办公楼宇用能环境下,随着我国经济向高质量发展,对电能质量要求越来越高。因此,在全面、科学的电能质量评价的基础之上,提高能源利用率的研究具有重要意义。首先,
随着加工技术的提高,发动机气缸内表面已经可以实现特定纹理形貌的加工,以满足更高的表面功能要求。基于表面二维轮廓曲线的评定体系难以对三维表面纹理形貌特征进行全面的功能性评定。随着三维测量手段的进步和分析评定技术的快速发展,通过表面的三维形貌数据对发动机气缸表面复杂形貌特征的功能性评定也日趋成熟。发动机气缸珩磨表面,由于其三维纹理特征具有几何形状与拓扑结构复杂、特征边缘分界模糊、次要特征区分不明显等特
航空叶片是航空发动机的重要动力部件,长期服役于高温(高温端>2000K)、高压、交变载荷、高速旋转、高频振动与高温燃气冲击腐蚀等恶劣工况下,具有多联、强弯扭、薄壁、空心、气膜孔与整体叶盘等复杂结构,在铸造与铣削加工时难以保证叶片形位精度要求,如何快速高精度的实现航空叶片检测一直是航空制造领域的一大热点问题。本文围绕航空叶片检测方法、技术规范、测点数据处理算法与检测软件开发等方面开展研究,主要内容如
车载稳像云台常用于搭载精密光电设备以实现成像、跟踪或瞄准功能。它在随车移动过程中面临各种复杂的振动冲击激励和运动扰动,因此对它与车体之间减振系统的隔振-稳姿性能要求较高。若隔振性能不足,则会导致成像模糊、跟瞄精度差甚至设备损坏;若稳姿性能差,则跟瞄响应慢甚至造成设备碰撞干涉。本文针对车载稳像云台高性能抑振-稳姿需求,在尺寸空间、重量等严格限制下,开展新型无角位移减振系统的设计分析、样机研制和性能测
声学梯度折射结构作为一门新兴的研究领域,受到研究学者的广泛关注。声学梯度折射结构通过改变结构局部几何参数或材料特性参数,操控声波传播轨迹,实现声波全向聚集,在宽频吸声领域具有潜在的优势。本文主要是对梯度折射结构的声学特性及应用展开深入研究,为解决宽频吸声技术难题提供一种新途径。本文基于多重散射理论,建立含有多层周期性分布的散射体声波传播模型,探讨声波在多层散射体中的折射规律,通过理论计算、数值仿真
激光淬火工艺能够在钢轨表面形成淬硬层,从而提升表面材料的硬度、耐磨性,延长钢轨的使用寿命,进而防止铁路安全事故的发生。淬硬层形貌与材料的温度分布紧密相关。为保证淬火加工质量,本文以钢轨激光淬火过程中材料的温度为研究对象,借助经典控制理论和有限元方法,利用MATLAB和ANSYS软件,深入展开了激光淬火温度控制技术研究,开发了温度控制系统。本文主要研究内容和成果如下:1)设计了温度控制的总体方案。设