可见光响应的纳米碘、铈共掺TiO2的制备及光催化性能的研究毕业论文开题报告.doc
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1、 2015 届本科毕业设计(论文)开题报告题 目 可见光响应的纳米碘、铈共掺TiO2的制备及光催化性能的研究 学 院 化学与材料工程学院 年 级 11级 专 业 高分子材料 班 级 Y高材11 学 号 Y09211118 姓 名 苏晓磊 校内导师 汪学英 职 称 教授 校外导师 职 称 毕业设计(论文)题目可见光响应的纳米碘、铈共掺TiO2的制备及光催化性能的研究一、课题的目的和意义:目的:染料污水处理的目的是降低污水中染料的浓度,达到回收利用的标准,从而达到染料污水处理的目。纺织印染作为我国最具优势的支柱行业,目前,随着我国印染纺织行业的迅速发展,其需水量和排放的污水量也随之增加。大量未经处
2、理的染废水排入江河,导致河水污染、水质恶化、水体富营养化,从而引起水华、赤潮等一系列的有害的生态现象。近些年,随着社会环境保护意识的增强,染料废水的处理和净化就显得尤为重要。普通TiO2禁带较宽(Eg=3.2eV),只能对波长在387.5nm以下的紫外光产生响应。碘、铈共掺纳米TiO2提高了可吸收光的波长范围,提高了TiO2的催化效率和太阳光的利用,可在可见光及紫外光下催化降解染料,彻底清除污水中的染料。本实验通过研究不同掺杂比的碘、铈对TiO2光催化活性影响,提高TiO2光催化降解染料的效率,达到更好的使用效率和经济利益,也对环境的保护和治理做出来贡献。意义:近几年,掺杂改性纳米TiO2最为
3、光催化剂,在污水处理领域研究已经得到广泛的重视。已有不少科学家利用不各同的非金属、稀土元素、金属氧化物对纳米TiO2催化剂进行掺杂改性,利用可见光降解染料,并且获得显著地效果。采用溶胶-凝胶法合成的掺杂改性纳米TiO2具有工艺简单、成本低廉的优势,对染料降解的速度快,降解所需的条件温和,降解染料的种类多,降解后催化剂与处理后污水分离简单,未来具有广阔的开发前景与市场。通过碘、铈共掺TiO2光催化降解BPF染料,来为染料废水降解的研究提供参考。二、课题研究的主要内容(论文提纲): 1.引言 1.1现今染料废水的污染现状 1.2染料废水处理方案 1.2.1物理法 1.2.2化学法 1.2.3生物法
4、 1.3纳米TiO2光催化降解染料 1.3.1纳米TiO2光催化降解染料的机理 1.3.2纳米TiO2光催化降解染料的研究现状 1.3.3影响纳米TiO2光催化活性的因素 1.4碘、铈共掺杂纳米TiO2 1.4.1稀土掺杂纳米TiO2的概况 1.4.2稀土掺杂纳米TiO2的制备 1.4.3非金属碘和稀土元素铈共掺土掺杂纳米TiO2的优势 2.实验部分 2.1仪器与试剂 2.2实验步骤 2.2.1实验准备 2.2.2碘、铈共掺杂TiO2纳米粉体的制备 2.2.3XRD表征 2.2.4红外光谱分析 2.2.5比表面积分析 2.2.6光催化降解染料 2.2.7降解率的测定3.结果与讨论3.1溶胶凝胶
5、法制备TiO2中影响凝胶形成的因素3.2稀土元素铈的掺杂比例对催化剂降解效率的影响3.3催化剂投入量对降解率的影响3.4不同起始浓度的染料对光降解效果的影响3.5光降解时间对降解率的影响4.结论三、 文献检索及参考文献目录(列明文献检索的数据库名称及检索策略,参考文献至少15篇以上): 参考文献:1刘兴平,蒋荣英,柳松.TiO2/Mo-TiO2的制备、表征和光催化活性.催化学J,2011,31(11):1381-1387.2江宏富.TiO2的掺杂改性及光催化研究D.中国科技大学博士论文,2006.3欧阳荣,江立文.TiO2光催化氧化对染料降解脱色行为的研究J.能源研究与管理,2012:16-3
6、7.4仇伟,任成军,龚茂初,侯云泽,陈耀强.不同PH值制备的TiO2和TiO2/SiO2催化剂结构、表面性质及光催化活性.物理化学学报J,2011,27(6):1487-1492.5魏自辉,黄玲,姬书亮.掺磷纳米TiO2的制备及其在染料降解中的应用J.印染助剂,2011,28(7):24-27.6孙剑飞,石照信,谷亨达,王思林,翟玉春.掺镝和钴纳米TiO2光催化剂的溶胶-凝胶法制备及其性能J.沈阳化工学院学报,2008,22(2):107-110.7李志梅,陈国树.催化氧化法处理染料废水J.南昌大学学报,2004,28(2):148-150.8耿启金,宋欣霞,任海波.光催化降解分散染料S-3B
7、G和S-GL的动力学研究J.潍坊学院学报,2011,11(6):53-57.9胡长峰.光催化氧化在水溶性染料降解处理中的应用J.内蒙古石油化工,2008,7:19-20.10刘恋,曾庆福,杨俊.活性染料废水光催化降解影响因素研究J.武汉科技学院学报,2010,23(4):23-26.11王九思,张鹏会.金属盒非金属共掺杂TiO2催化剂光催化活性研究J.化工新型材料,2010,38(2):79-81.12谷亨达,石照信,仇兴华,孙剑飞,翟玉春.镧和钴掺杂纳米TiO2的溶胶-凝胶法制备及其光催化性能J.辽宁化工,2007,36(4):221-234.13谷亨达,石照信,张静,仇兴华,孙剑飞.镧和铁
8、掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能J.应用化工,2007,36(2):136-139.14俞慧丽,赵鑫,夏志.两种方法制备纳米TiO2光催化剂的研究.精细石油化工进展,2010,11(3):34-37.15杨克莲,叶征琦,杜宗杰,陈甫华,张保龙.纳米TiO2多孔微粒阳光催化降解活性艳蓝染料J.城市环境与城市生态,2003,16(1):13-15.16刘凤艳,尚红超,苏增,郑志宏,翟鸿飞.日光光催化-好氧生物降解染料废水的研究J.安徽农业科学,2009,37(28):13782-13784.17董素芳,赵素梅.溶胶凝胶法制备二氧化钛凝胶的影响因素分析J.科研与探讨,2005,3:10-12.1
9、8郑金来,李君文,晁福寰.生物降解常见染料的研究进展J.环境污染治理技术与设备,2000,1(3):39-43.19马明远,刘岭松,李佑稷,王小华.铁铈共掺杂TiO2纳米复合体的制备及光催化性能J.硅酸盐学报,2009,37(9):1458-1463.20徐文东,文湘华.微生物在含染料废水处理中的应用J.环境污染治理技术与设备,2000,1(2):10-16.21李玲.新型可见光响应纳米光催化剂的研制及其应用D.东华大学博士论文,2011.22马春燕.印染废水深度处理及会用技术研究D.东华大学博士论文,2007.23沈伟韧,赵文宽,贺飞,方佑龄.TiO2光催化反应及其在废水处理中的应用J.化学
10、进展,1998,4(1):1-14.24张一兵,张文彦.TiO2可见光光催化的研究进展J.稀有金属材料与工程,2007,36(7):1299-1303.25文晨,孙柳,张纪梅,邓桦,王鹏.碘掺杂对纳米TiO2催化剂光催化活性的影响J.高等学院化学报,2006,27(12):2408-2410.26李成林,阎文静,张艳峰,魏雨.碘元素对TiO2的可见光活性及机理研究进展J.河北师范大学学报,2013,37(1):104-108.27张毓敏,非金属碘和稀土元素铈掺杂二氧化钛的制备及其光催化活性的研究D.内蒙古大学硕士论文,2011.28冯光建,刘素文,修志亮,俞娇仙.可见光响应型TiO2光催化剂的
11、机理研究进展J.稀有金属材料与工程,2009,38(1):185-188.29张世英,余取民,李云龙,游洋,王群,张振华.溶胶-乳化-凝胶法制备超分散性TiO2纳米颗粒J.稀有金属与材料,2008,37(2):326-329.检索策略:题名或关键词=(碘掺杂/铈掺杂)+ 纳米TiO2提名或关键词=纳米TiO2的制备题名或关键词=(染料废水)+ 光催化降解数据库名称:12345678910111213141516171819202122 中国知网23242526272829 万方数据知识服务平台四、课题研究的基础、现状与趋势(基于对参考文献资料的分析、综合与归纳,不少于1000字):近些年随着经
12、济的飞速发张, 作为我国最具有优势的传统支柱行业之一纺织印染行业也获得了迅猛的发展。但是纺织印染行业是工业废水排放的大户,全国每年印染废水排放量约为16亿吨。我国的印染行业大多数生产设备简陋,生产效率较低,生产过程中产生的废水得不到相应的处理,废水回收利用率较低,水资源得不到合理的利用。传统印染行业所排放的污水多为的有机废水,除染料外还含有大量的助剂、浆料和表面活性剂等。我国的水资源存在两大主要问题:一是水资源短缺,二是水污染严重。人均淡水资源仅为世界平均水平的1/4、在世界上名列110位,是全球人均水资源最贫乏的国家之一。而水资源的污染以及水资源的粗放利用进一步加剧了我国水资源短缺的现状,所
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