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随着科技的不断发展,人类加强了对海洋石油的开采和利用,这就不可避免地造成了海洋石油污染。在众多处理海洋石油污染的技术中,光催化技术以其高效、稳定、无二次污染而受到了越来越多研究者的青睐。半导体氧化锌(ZnO)以其宽禁带宽度等特性而成为一种具有应用前景的光催化剂。本论文采用超声化学沉淀法和共沉淀法制备了纯纳米ZnO,然后分别从减少光生电子空穴对复合和减小催化剂禁带宽度两方面对自制纳米ZnO改性。最后用偶联剂法对制备负载型Li/ZnO光催化剂,并对该负载型光催化剂的光催化降解性能进行了探讨。本论文较为系统地研究了多相光催化技术光催化降解海洋油类污染物的影响因素,并对光催化动力学进行了研究。本论文的主要研究结果如下:(1)采用超声化学沉淀法制备了纳米ZnO,并通过XRD和TEM等技术手段对其微观结构进行了探索,确定了催化剂的晶型、形貌和粒径。利用自制光催化反应器研究了该催化剂在紫外光下对柴油的降解能力及相关因素对降解性能的影响。实验结果表明:所得纳米ZnO属于六角纤维锌矿型,结晶情况较好,平均粒径为43.3nm;纳米ZnO光催化剂催化降解柴油的最佳反应条件为ZnO投加量1.0g/L、柴油初始浓度1.0g/L、pH值7.0、反应时间3h、H2O2浓度0.16%,最佳反应条件下,光催化降解率能达到84%以上。通过极差分析知,五个因素对纳米ZnO光催化氧化降解柴油的影响程度大小排序为:ZnO投加量>反应时间>pH值>柴油初始浓度>H2O2浓度。(2)采用超声化学沉淀法制备了不同掺杂比的Ag/ZnO,并通过改变煅烧温度来制备不同的光催化剂。所得Ag/ZnO均为纤维锌矿属,结晶度较高,Ag的掺杂会引起催化剂粒径的增加。在紫外光下进行光催化降解实验得出以下结论:ZnO基光催化剂掺杂适量Ag元素后可以改善光催化剂对柴油的光催化性能,并能改善其对pH的敏感度。最佳反应条件为催化剂投加量2.0g/L、反应时间2.0h、Ag掺杂量1.0at%、煅烧温度400°C、pH值8.5,在最佳反应条件下,光催化降解率能接近80%。通过极差分析知各因素对柴油降解率的影响情况如下:反应时间>催化剂投加量>Ag掺杂量≈pH值>煅烧温度。(3)采用共沉淀法制备了纳米ZnO光催化剂,考察了催化剂煅烧温度、催化剂投加量、柴油初始浓度和pH值对反应动力学的影响,用所得数据拟合了一级反应和二级反应的参数,对光催化反应的动力学过程进行分析,认为纳米ZnO光催化降解柴油实验用二级反应拟合更为合适。(4)采用共沉淀法制备了不同掺杂比的Li/ZnO,并通过改变煅烧温度来制备不同的光催化剂。经分析知所制备的光催化剂均为纤维锌矿属,Li元素已成功掺入ZnO晶体中,且Li的掺杂会引起光催化剂粒径的增加。在可见光照射下,Li/ZnO光催化剂对柴油的降解能力比纯ZnO对柴油的降解能力强,Li元素的掺杂可以较小半导体禁带宽度,从而使其对光的吸收波长红移。根据正交实验可知最佳反应组合为Li掺杂量为1at%、煅烧温度为900°C、催化剂投加量为2.5g/L、柴油初始浓度为1.5g/L、pH值为8.25,最佳反应条件下,光催化降解率能达到77%。五个因素对纳米ZnO光催化氧化降解柴油的影响程度大小排序为:煅烧温度> Li掺杂量≈pH值>柴油初始浓度>催化剂投加量。(5)采用共沉淀法制备了3at%Li/ZnO和纯ZnO光催化剂,超声化学沉淀法制备了1at%Ag/ZnO和纯ZnO光催化剂,四种光催化剂粉末都可在太阳光下对柴油进行降解,但是其催化性能不尽相同,它们在太阳光下对柴油的降解效果如下:共沉淀法的3at%Li/ZnO>共沉淀法的ZnO≈超声法的1at%Ag/ZnO>超声法的ZnO,其中,3at%Li/ZnO光催化剂具有最好的光催化效果。通过偶联剂法以3at%Li/ZnO为原始光催化剂,成功制成漂浮型的光催化剂/聚丙烯多面球。光催化剂/聚丙烯多面球对柴油的8小时光催化降解率能达65%,小球对原油的8小时光催化降解率能达58%。