海洋贝类/珊瑚类负载光催化剂降解海面油污的研究

发布时间：2023-07-25 02:06

　　近年来，由于油田泄漏、轮船排污等原因，海洋油污污染问题不断加剧，严重损害了海洋的生态平衡，不仅造成海洋生物大量死亡，而且还威胁到人类的身体健康。因此，海洋石油污染的防治已成为当前社会各界重点关注和迫切解决的问题之一。TiO₂光催化技术是一种新兴的环境治理技术，具有稳定性好、活性高、无毒等一系列的优点，可以用来处理海面无回收价值的漂浮油污。 本文采用钛酸四丁酯作为钛源，利用溶胶-凝胶法制备了TiO₂催化剂前驱体，又运用浸渍焙烧的方法成功地将催化剂薄膜负载到海洋贝类和珊瑚类等载体上，以石油作为降解对象，进行了一系列的研究分析。 首先以海洋贝类作为载体，分别负载了Fe³⁺-TiO₂和Ce³⁺-TiO₂两种类型的光催化剂，考察了金属离子掺杂量、催化剂焙烧温度、水质等因素对石油降解率的影响，实验结果表明：当掺铁量为0.7%，焙烧温度为450℃时Fe³⁺-TiO₂催化剂具有最佳催化活性，在可见光下照射16h后对初始浓度为50...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 国内外海洋油污污染现状
        1.1.2 海洋油污污染的危害
        1.1.3 海洋油污污染的修复方法
    1.2 TiO₂光催化技术简介
        1.2.1 TiO₂光催化技术的原理
        1.2.2 TiO₂光催化技术的研究现状
    1.3 提高 TiO₂光催化性能的技术简介
        1.3.1 金属离子掺杂
        1.3.2 表面贵金属沉积
        1.3.3 光敏化技术
        1.3.4 半导体复合
        1.3.5 非金属离子掺杂
        1.3.6 外加场辅助光催化技术
    1.4 TiO₂载体的种类
        1.4.1 天然矿物类载体
        1.4.2 玻璃类载体
        1.4.3 陶瓷类载体
        1.4.4 金属类载体
        1.4.5 吸附剂类载体
    1.5 TiO₂负载技术简介
        1.5.1 溶胶-凝胶法
        1.5.2 气相沉积法
        1.5.3 液相沉积法
        1.5.4 电泳沉积法
        1.5.5 粘结剂法
        1.5.6 溅射法
    1.6 论文的主要研究目的及内容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 论文内容
第2章 实验准备部分
    2.1 实验药品和仪器
        2.1.1 实验药品和材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 催化剂的制备
    2.3 载体的预处理
    2.4 催化剂的负载
    2.5 分析测试方法
        2.5.1 石油的最大紫外吸收峰的测定
        2.5.2 石油浓度-吸光度标准曲线的测定
        2.5.3 石油降解率的计算方法
第3章 海洋贝类载体负载 Fe³⁺-TiO₂光催化剂的性能考察
    3.1 引言
    3.2 实验装置
    3.3 实验方法
    3.4 实验结果及分析
        3.4.1 掺铁量对石油降解率的影响
        3.4.2 焙烧温度对石油降解率的影响
        3.4.3 不同水质对石油降解率的影响
        3.4.4 不同载体对石油降解率的影响
        3.4.5 空白试验
        3.4.6 催化剂的使用寿命考察
    3.5 催化剂的表征及分析
        3.5.1 贝壳基 Fe³⁺-TiO₂光催化剂的 SEM 表征及分析
        3.5.2 Fe³⁺-TiO₂光催化剂凝胶的 TG-DSC 表征及分析
        3.5.3 Fe³⁺-TiO₂光催化剂的 XRD 表征及分析
    3.6 本章小结
第4章 海洋贝类负载 Ce³⁺-TiO₂光催化剂的性能考察
    4.1 引言
    4.2 实验结果及分析
        4.2.1 掺铈量对石油降解率的影响
        4.2.2 焙烧温度对石油降解率的影响
    4.3 催化剂的表征及分析
        4.3.1 贝壳基 Ce³⁺-TiO₂催化剂的 SEM 表征及分析
        4.3.2 Ce³⁺-TiO₂光催化剂凝胶的 TG-DSC 的表征及分析
        4.3.3 Ce³⁺-TiO₂光催化剂的 XRD 表征及分析
    4.4 本章小结
第5章 光催化剂的初步应用模拟
    5.1 引言
    5.2 太阳能发光系统的制作
    5.3 实验装置及方法
        5.3.1 实验装置
        5.3.2 实验方法
    5.4 实际效果检测及空白试验
    5.5 光源对石油降解率的影响
    5.6 水温对石油降解率的影响
    5.7 光催化降解海水油污的宏观动力学分析
    5.8 本章小结
第6章 真实海水环境中光催化剂的性能检测
    6.1 引言
    6.2 实验装置
    6.3 实验方法
    6.4 珊瑚载体真实海水环境考察结果
    6.5 自制莲花形贝壳载体真实海水环境考察结果
        6.5.1 莲花形贝壳载体的制作
        6.5.2 考察结果
    6.6 空白实验
    6.7 本章小结
第7章 结论与建议
    7.1 结论
    7.2 建议
参考文献
致谢
个人简历



本文编号：3836956