光催化降解有机污染物污染物为什么不能彻底降解

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光催化降解-需要什么?
各位虫虫,实验室打算开展一下光催化降解污染物的实验,请问大家都需要什么设备,我们现有一台UV,能检测污染物含量,另,有台三用紫外分析仪,这个仪器能用来发文章吗?请各位前辈指导!
谢谢大家了!
主要是想问这个照射装置是什么,正如我所提到,三用紫外分析仪能用吗?
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请问前辈,光催化降解的真正机理?
两个问题:
(1)以二氧化钛为例,在紫外光激发下产生光生空穴和电子,然后电子和空穴将水和氧等氧化或还原为羟基自由基或超氧自由基。我想问的是有机污染物是全部被自由基降解还是同时被自由基和电子空穴氧化还原降解?如果二者同时发挥作用的话,具体比例为多少?
(2)tio2掺杂元素后形成掺杂能级,带隙变短,吸收波长红移,同时氧化还原电位会降低,所产生的电子空穴对是否还有足够的能力产生羟基自由基去降解有机物?
恳请大神指点一二!!
前辈您好,请问TiO2掺杂后禁带宽度减小,价带升高到多少对羟基自由基产生影响?有没有这方面的文献论述啊,我找了好久都没找到,想请教一下您啊!
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光催化降解有机污染物的反应机理研究
半导体TiO光催化是新兴起的高级氧化技术,它为治理环境污染提供了新的方法.然而到达地球表面的太阳光能中能激发TiO的紫外光只占不到5﹪,而可见光占太阳光总能量的50﹪以上.另一方面,随着印染和照相工业的发展,染料污染物已成为目前最主要的水体污染源之一.为了更加深入地理解可见光光催化降解有机染料的机理细节,该论文中我们通过向反应体系中加入各种探针化合物来研究反应机理,具体的研究内容如下:1.研究了各种金属离子对几种类型的染料可见光光催化降解的影响.2.研究了碘离子对酸性桃红TiO可见光光催化降解过程中生成的中间产物的影响,发现碘离子的加入阻碍了染料的降解但是加速了染料的脱乙基过程.3.研究了染料在可见光照射下的杂多酸的光化学氧化,并和半导体TiO的光催化中相应的过程进行了比较.4.将杂多酸负载在TiO表面作为共催化剂光催化降解氯酚来研究光催化反应机理.
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新型可见光催化剂及污染物光催化降解机制的研究
多相光催化以杀菌和无机化大多数有机污染物双重能力成为环境净化领域的新的生长点。但是由于存在光催化剂的催化效率低、不能有效利用太阳能中的可见光等缺点,目前光催化技术仍然不能得到广泛的应用。因此本论文的主要研究目标是开发新型高效的可见光催化剂,并研究其去除气相、水中有机污染物及病原菌的性能和光催化机制。作为高效可见光催化剂需具备两个特点:一是较强的可见光吸收;二是光致电子空穴的快速分离与高效的界面电子转换。本论文从以上两个方面出发,合成了在可见光区有强吸收的多元金属氧化物,并通过对其表面形貌的控制及表面能差势垒的构建,来加强电子与空穴的分离及界面的电子转换以获得新型高效的可见光多相光催化剂,同时研究其对病原菌、有机污染物的光催化降解活性,并探讨了可见光催化剂的光催化去除有机物、杀菌机制。研究内容和结果如下:  
1.新型高效可见光催化剂的研制  
(1)NiO/SrBi2O4新型可见光催化剂  
采用共沉淀法制备了在可见光区有吸收的SrBi2O4材料,并通过浸渍法合成了NiO/SrBi2O4可见光催化剂。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、电子自旋共振(ESR)等表征手段,证明SrBi2O4表面负载了NiO以后,能够形成短路的微型光电化学原电池,加强了电子与空穴的分离,使其可见光催化效率提高了十几倍,对乙醛、病原菌等污染物的降解和无机矿化都显示了很高的可见光光催化效率。  
(2)Ag3VO4可见光催化剂  
通过沉淀法与水热法合成了在可见光区(400-600 nm)具有强而宽吸收的Ag3VO4化合物,并通过X射线衍射(XRD)、SEM、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)等手段进行了表征,建立了催化活性与催化剂材料表面形貌及晶体结构的关系,并对制备工艺进行了优化。实验结果表明钒过量、160℃水热处理48 h合成的Ag3VO4具有最高的光催化活性。进一步对Ag3VO4进行NiO负载后其光催化活性得到了十几倍的提高,且经过5次循环使用后,催化剂的活性没有明显的下降。  
(3)BiVO4光催化剂  
通过表面活性剂p123辅助水热法合成了BiVO4可见光催化剂。研究了pH值对其形貌及光催化活性的影响,表明pH值是控制粒子形貌和光催化活性的主要因素。在BiVO4表面负载p-型半导体CuS后,CuS与BiVO4之间形成了p-n结,加快了电子空穴的分离,提高了偶氮染料及不同有机污染物的光催化去除效率。  
2.可见光催化降解有机污染物的机制  
(1)以NiO/SrBi2O4为催化剂,在λ>420 nm的可见光下研究了乙醛的光催化降解历程。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)及对反应产物CO2的测定发现乙醛被光催化氧化为乙酸、CO2和H2O,中间产物乙酸积聚在NiO/SrBi2O4催化剂的表面使其中毒失活。而PdO负载后,加快了乙醛的降解,CO2的生成率从24%提高到80%,表明PdO的引入,通过光热催化协同作用,增加了乙醛向CO2转化的选择性,抑制了中间产物在催化剂表面的吸附,延长了催化剂的寿命。  
(2)以NiO/Ag3VO4为光催化剂,研究了可见光下(λ>420 nm)三种偶氮染料的光催化降解历程,发现这些染料快速脱色,但总有机碳的去除却近似为零。中间产物的分析表明NiO/Ag3VO4可以选择性光催化降解偶氮染料。进一步ESR检测及不同条件下物种俘获对活性影响的实验结果证明超氧自由基是反应中的主要活性物种,并且是造成偶氮染料选择性氧化的根本原因。  
(3)以CuS/BiVO4为催化剂,研究了其对不同有机污染物(酸性橙Ⅱ,苯胺,苯酚,邻苯二甲酸二甲酯)的可见光催化降解。再一次证实了超氧自由基对偶氮染料的高度选择性氧化作用。  
3.NiO/SrBi2O4可见光去除水中病原菌机制  
在可见光照下(λ>420 nm)研究了NiO/SrBi2O4光催化杀灭水中病原菌机制。结果表明NiO/SrBi2O4能在可见光下高效杀灭水中的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,对这两种细菌去除均能达到7 log。ESR和H2O2测试证明超氧自由基、羟基自由基和过氧化氢是主要的活性氧物种。TEM观察和钾离子浓度测定证实了NiO/SrBi2O4的可见光杀菌机制是:光催化产生的活性氧物种,逐步氧化分解细菌的细胞膜、细胞壁导致细菌死亡。反应溶液pH值影响实验表明,催化剂与细菌之间的表面静电力的相互作用对杀菌活性有重要影响。
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