氯苯屬于鹵代芳香族化合物中的一種,它使用廣泛,可用于很多有機(jī)材料中間體的合成。雖然氯苯具有廣泛的用途,但因其具有沸點(diǎn)低、常溫常壓下容易揮發(fā)且在環(huán)境中持久、不易降解等特征,會(huì)對(duì)水體、土壤和大氣造成嚴(yán)重污染。同時(shí),氯苯類化合物在人體內(nèi)不斷地累積,會(huì)對(duì)人體健康造成極大危害。而傳統(tǒng)的去除氯苯的方法如好氧、厭氧微生物法、還原法及超聲氧化法等對(duì)氯苯均不能有效地降解去除。為此,本文圍繞利用模擬太陽光催化降解去除氯苯進(jìn)行研究,并對(duì)改性后催化劑的活性進(jìn)行探討。采用溶膠-凝膠法制備鈣鈦礦型層狀催化劑K2La2Ti3O10,并對(duì)催化劑的制備條件進(jìn)行探討。研究得出,通過溶膠-凝膠法可以成功制備出目標(biāo)催化劑。當(dāng)煅燒溫度為950℃,煅燒時(shí)間為2 h時(shí),催化劑的活性最高,光照180 min后氯苯的降解率可到達(dá)38.0%。通過離子交換法對(duì)催化劑進(jìn)行改性。對(duì)于催化劑Fe3+/K2La2Ti3O10,最佳制備條件為離子交換濃度0.15 mol/L,交換溫度60℃以及煅燒溫度500℃,此時(shí)氯苯降解率可達(dá)到49.1%。對(duì)于催化劑Cu2+/K2La2Ti3O10,當(dāng)離子交換濃度為0.10 mol/L,交換溫度為20℃以及煅燒溫...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景
        1.1.1 氯苯的應(yīng)用
        1.1.2 氯苯的危害
    1.2 去除氯苯的幾種方法及存在的問題
        1.2.1 好氧微生物法
        1.2.2 厭氧微生物法
        1.2.3 還原法
        1.2.4 超聲化學(xué)氧化法
        1.2.5 電催化氧化法
        1.2.6 光催化氧化法
    1.3 光催化劑的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 光催化反應(yīng)原理
        1.3.2 K₂La₂Ti₃O₁₀催化劑的制備方法
        1.3.3 提高K₂La₂Ti₃O₁₀可見光催化活性的途徑
        1.3.4 離子交換改性K₂La₂Ti₃O₁₀的研究現(xiàn)狀
        1.3.5 影響K₂La₂Ti₃O₁₀光催化活性的主要因素
    1.4 課題研究目的和意義
    1.5 課題研究的內(nèi)容
    1.6 技術(shù)路線圖
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 化學(xué)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 光催化實(shí)驗(yàn)裝置
    2.3 實(shí)驗(yàn)操作
        2.3.1 K₂La₂Ti₃O₁₀催化劑的制備
        2.3.2 光催化實(shí)驗(yàn)操作步驟
        2.3.3 氯苯的檢測方法
        2.3.4 光催化活性評(píng)價(jià)方法
    2.4 催化劑的表征方法
        2.4.1 催化劑XRD表征
        2.4.2 紫外-可見漫反射光譜
        2.4.3 催化劑的BET表征
第3章 K₂La₂Ti₃O₁₀催化劑的制備與性能研究
    3.1 K₂La₂Ti₃O₁₀的結(jié)構(gòu)及性能
        3.1.1 K₂La₂Ti₃O₁₀的結(jié)構(gòu)
        3.1.2 K₂La₂Ti₃O₁₀前驅(qū)體的熱重分析
        3.1.3 K₂La₂Ti₃O₁₀的XRD表征
        3.1.4 K₂La₂Ti₃O₁₀的Uv-vis表征
    3.2 K₂La₂Ti₃O₁₀催化劑制備條件的優(yōu)化
        3.2.1 空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)
        3.2.2 煅燒溫度對(duì)K₂La₂Ti₃O₁₀催化活性的影響
        3.2.3 煅燒時(shí)間對(duì)K₂La₂Ti₃O₁₀催化活性的影響
    3.3 本章小結(jié)
第4章 離子交換改性K₂La₂Ti₃O₁₀催化劑的研究
    4.1 金屬離子交換改性的K₂La₂Ti₃O10

    4.2 Fe3+離子交換改性的K₂La₂Ti₃O₁₀

        4.2.1 Fe³⁺離子濃度對(duì)催化活性的影響
        4.2.2 Fe³⁺離子交換溫度對(duì)催化活性的影響
        4.2.3 Fe³⁺/K₂La₂Ti₃O₁₀的煅燒溫度對(duì)催化活性的影響
        4.2.4 Fe³⁺/K₂La₂Ti₃O₁₀的離子交換時(shí)間對(duì)催化活性的影響
    4.3 Cu2+離子交換改性的K₂La₂Ti₃O₁₀

        4.3.1 Cu²⁺離子濃度對(duì)催化活性的影響
        4.3.2 Cu²⁺離子交換溫度對(duì)催化活性的影響
        4.3.3 Cu²⁺/K₂La₂Ti₃O₁₀的煅燒溫度對(duì)催化活性的影響
        4.3.4 Cu²⁺/K₂La₂Ti₃O₁₀的離子交換時(shí)間對(duì)催化活性的影響
    4.4 H+離子交換改性的K₂La₂Ti₃O₁₀

        4.4.1 催化劑H₂La₂Ti₃O₁₀的制備
        4.4.2 酸化時(shí)間對(duì)催化劑光催化活性的影響
    4.5 不同催化劑對(duì)氣相氯苯的吸附
    4.6 本章小結(jié)
第5章 反應(yīng)條件與反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究
    5.1 反應(yīng)條件對(duì)氯苯降解率的影響
        5.1.1 氯苯初始濃度對(duì)降解率的影響
        5.1.2 催化劑用量對(duì)降解率的影響
        5.1.3 CO₂的通入對(duì)降解率的影響
        5.1.4 CO₂的分壓比對(duì)降解率的影響
    5.2 氯苯降解產(chǎn)物
    5.3 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3996475

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