《光催化联合其他》PPT课件.ppt

超声-纳米TiO2-CNTs光催化联合技术处理苯酚的研究,答辩人：张建平 指导老师：李小娟 时间：2010.5.22,内容,研究思路,研究背景,研究内容,结论与建议,研究思路,光催化剂的制备,超声氧化技术,光催化氧化技术,超声波-光催化联合技术,AC/TiO2,TiO2/CNTs,有效性实验,不同初始浓度,不同催化剂,不同pH值,催化剂投加量,对含酚废水降解研究,结论,TiO2,2、超声波-光催化技术,1、含苯酚废水的污染,研究背景,苯酚污染,焦化,炼油,有机农药,酚醛 化工,煤气,绝缘材料,制药,含酚废水的污染现状及危害,含酚废水是常见的有机污染物，是各国水污染 控制中列为重点解决的有毒有害废水之一。,抑制水中微生物的生长速度，影响水的生态平衡 引起头昏、瘙痒、贫血及各种神经系统症状 含酚废水灌溉农田会引起农作物的死亡,在光催化氧化中，存在随着反应的进行，催化剂的活性降低从而影响降解效果对于固定型的光催化剂，传质速率较低也会影响有机污染物光催化降解效果,单独使用超声声化学氧化技术降解水中的有机物，往往费时又费力（通常需要耗费大量的能量），而且还可有降解不彻底的风险 .,超声-光催化联合技术其技术简单、环境友好、适用范围广，比超声氧化法和光催化氧化法处理含酚废水的效果更加显著,超声波-光催化技术,光催化氧 化技术,超声-光催 化技术,超声氧 化技术,研究内容,光催化剂的制备,超声波一光催化氧化法处理含酚废水的降解研究,1,2,3、TiO2/CNTs的制备,2、活性炭掺杂TiO2,光催化剂的制备,TiO2的制备,TiO2的制备,活性炭掺杂TiO2,无水乙醇,去离子水,A,混合搅拌,钛酸四丁酸,冰醋酸,无水乙醇,B,AC/TiO2,搅拌,温室静置，凝胶， 老化,干燥24h研磨,TiO2/CNTs的制备,钛酸丁酯,乙醇,A,混合搅拌,酸处理CNTs,十二烷基硫酸钠,无水乙醇,B,TiO2/CNTs,无水乙酸,稀释氨水逐滴加入,加入 无水乙醇搅拌,将产物离 心,用乙醇清洗,将溶液 于烘箱,TiO2/CNTs的表征,碳纳米管负载二氧化钛样品的XRD谱图,煅烧温度500oC下的样 品XRD谱图，所得到样 品的衍射峰与具有锐 钛矿型TiO2的衍射峰 相符合,所以TiO2/CNTs 负载锐钛矿型TiO2,2、苯酚分析方法,1、 实验方法,超声波-光催化氧化法处 理苯酚废水的降解研究,实验方法,将100ml、浓度为100mg/l的苯酚溶液和 一定质量的TiO2/CNTs粉末加入到反应 器中，打开曝气头的电源，向反应器通 入空气进行搅拌和预曝气，使TiO2/CNTs 在溶液中均匀分散并提供反应所需的氧 气 (实验装置如图所示)。调节超声发生 器的电功率135w声功率54w。实验过程中 不调节反应液的温度，不控制离子强度。 在超声波辐照过程中向反应液中进行空 气连续曝气，保持反应液处于氧气饱和 状态。打开紫外灯电源，紫外线照射反 应液，光照一定时间后进行取样，液相 色谱仪分析测定苯酚溶液在光催化反应 前后的浓度变化。,实验装置,苯酚分析方法,峰面积与苯酚浓度的关系,苯酚的标准曲线,采用高效液相色谱仪测定含酚废水中苯酚的在超声、光催化和超声一光催降解过程中的浓度的变化。对照所作出苯酚标准曲线的峰面积，找出其相应的浓度。,超声波-光催化氧化法的有效性,不同催化剂类型对苯酚处理效果的影响,催化剂投加量对苯酚处理效果影响,实验结果及分析,初始浓度对苯酚处理效果的影响,初始pH值对苯酚降解效果的影响,超声波-光催化氧化法的有效性,100mL、100mg/L的苯酚溶液,不同处理方法与苯酚降解率的关系,超声波一光催化氧化处理含酚废水比单独使用光 催化氧化处理或单独使用超声波氧化处理更有效,不同催化剂类型对苯酚处理效果的影响,不同催化剂与苯酚降解率的关系,TiO2/CNTs催化效果优于AC/TiO2和 TiO2，本实验采用 TiO2/CNTs为催化剂,催化剂投加量对苯酚处理效果的影响,在不同催化剂投加量（0.01、0.036、0.05g) 下，降解率与时间的关系,苯酚的去除率随二氧化钛催化剂用量的变化关系,催化剂投加量的不同，氧化反应的速度也随之变化，但苯酚降解率并不随催化剂用量成单纯的正比关系。TiO2/CNTs 的投加量在一定范围内光催化效率与催化剂的用量成正比关系 。所以适合的投加量是一个至关重要的因素，实验结果得，本体系确定的TiO2/CNTs的投加量为 0.036g。,初始浓度对苯酚处理效果的影响,在不同初始浓度（50、100、150mg/l)下， 降解率与时间的关系,溶液初始浓度对处理度过低时,处理效率虽高，但去除总量较小。而浓度过高时,则处理效率偏低,为效率溶液初始浓度对处理度过低时,处理效率虽高，但去除总量较小。而浓度过高时,则处理效率偏低,为效率有着明显的影响,初始浓了考察研究超声波氧化法和光催化氧化法的协同作用,本实验应选择了浓度100mg/L的苯酚溶液作为以后实验的处理液。,初始pH值对苯酚降解效果的影响,在不同pH(2.63、6.54、8.45)与降解率的关系,随着pH值的增大，苯酚去除率提高,若pH继续增大，苯酚的去除率则下降。超声波一光催化降解含