微球型TiO_2超声制备、表征及光催化降解内分泌干扰素双酚A探讨

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摘要：内分泌干扰物,又称环境激素,主要是指可影响生物体和人类体内自身天然激素的合成、分泌、代谢等,从而破坏生物体和人类正常的代谢、分泌和生殖等功能的外源性化学物质。双酚A作为一种的有机化工原料,是一种存在于环境中的内分泌干扰物,对生物体和人类极大的危害本科生毕业论文范文。而TiO_2作为一种半导体光催化,因其安全、反应速率快、氧化彻底、能耗低、无二次污染等优点,而被广泛应用于内分泌干扰物的处理。本工作从现有TiO_2,如商业P25在应用中难回收或光催化降解效率低的角度出发,利用超声辅助-水热法制备TiO_2微球和吸附-加热法掺杂稀土元素Gd制备Gd-TiO_2微球,并以苯酚为模型有机物,评价光催化活性;测定吸附能力;并对活性较高的TiO_2微球和Gd-TiO_2微球了以P25为对比的实际光催化活性评价,利用XRD,BET,SEM和FT-IR表征;用所的TiO_2微球作和Gd-TiO_2微球为光催化剂,在课题组研发的新型光源内置气-液-固循环流化床浆态光催化反应器中,开展了对内分泌干扰素——双酚A的降解研究,探讨建立起能用于实际含双酚A废水的处理技术与工艺模型。本课题研究如下:?1、对制备中影响TiO_2微球光催化活性的因素,如乙醇溶液中水的浓度、n(H_2O) / n(Ti),n(Ti)/n(P123)、超声时间和煅烧温度了比较研究,其优化结果分别为:乙醇溶液中水的浓度约为10 % (V/V),n(H_2O) / n(Ti)≈5,n(Ti)/n(P123)≈46,超声分散时间为90 min,水热定型处理后煅烧温度为400℃;在此基础上吸附-加热法掺杂稀土元素Gd,并考察了的煅烧温度、Gd的掺杂方式和掺杂量n(Gd) / n(Ti)对其光催化活性的影响,最优制备条件为:为未煅烧的TiO_2微球、n(Gd) / n(Ti)=1.5 %、煅烧温度600℃。2、TiO_2微球和Gd-TiO_2微球的实际光催化效率比P25分别高3.5和6.5倍;两者的吸附性能基本相同;而形貌均为微米和纳米级尺度组成的多级结构界面的微球;BET表征掺杂后的Gd-TiO_2微球与TiO_2微球的比表面积均在185 m~2/g;两者晶型主要是以锐钛型为主,其比例分别为73 %和85 %;掺杂后的Gd-TiO_2微球比TiO_2微球FT-IR峰型多了O-H键和表面羟基。3、TiO_2微球对内分泌干扰物—双酚A的单因素降解研究结果:当催化剂浓度为4 g/L、表观气速Ug=8.34×10~(-3) m/s、表观液速Ul=8.34×10~(-3) m/s、处理量1800 ml、双酚A初始浓度为10 mg/L时,降解率高达94 %;响应曲面法优化后的降解模型方程为: y=94.44+5.70x_1-0.084x_2-0.18x_3-2.48x_1x_2+2.64x_1x_3-13.64x_1~2-2.42x_2~2-3.99x_3~2优化最佳降解工艺为:催化剂用量Cs=4.5 g/L、表观气速Ug=7.83×10~(-3) m/s、表观液速Ul=8.62×10~(-3) m/s,在此条件下TiO_2微球对双酚A的降解率达到95.1 %,而同等条件下Gd‐TiO_2微球降解双酚A的降解率高达99 %。4、Gd‐TiO_2微球降解双酚A的利用实验:使用三次后催化剂的降解效率变化不大,大致在5 %左右,因此该具有利用性好,在实际应用中有的应用前景怎么写论文。因此介孔TiO_2微球和Gd-TiO_2微球作为光催化剂具有沉降性能好、光催化活性高的优点,在气-液-固循环浆态光催化反应器中处理内分泌干扰物双酚A较好的应用前景。关键词：TiO_2微球论文实际光催化效率论文光催化降解论文内分泌干扰物论文双酚A论文
摘要4-6
Abstract6-10
1 绪论10-24

1.1 纳米生物10-12

1.2 纳米TiO_2 在生物医学工程中的应用12-15

1.2.1 医学早期诊断和治疗12

1.2.2 改善传统生物的生物相容性12-13

1.2.3 纳米TiO_2 作为光催化剂在环境医学工程中的应用13-15

1.3 内分泌干扰物——双酚A 的简介15-19

1.3.1 BPA 物理化学性质及用途15

1.3.2 水体中BPA 的来源15-16

1.3.3 环境内分泌干扰物的危害16-18

1.3.4 BPA 的毒性及作用机制18

1.3.5 BPA 的处理现状18-19

1.4 TiO_2 光催化技术处理BPA 的研究19-22

1.4.1 TiO_2 光催化降解BPA 的原理与反应历程19-21

1.4.2 TiO_2 光催化降解BPA 的研究方向21-22

1.5 本课题的、研究内容与技术路线22-24

1.5.1 本课题的和研究22-23

1.5.2 本课题的技术路线23

1.5.3 本课题研究内容23-24

2 超声水热法制备 TiO_2 微球及其改性、性能与表征24-43

2.1 引言24-25

2.2 实验25-30

2.1 实验试剂与仪器25-26

2.2 TiO_2 微球和Gd- TiO_2 微球的制备26-27

2.3 二氧化钛微球催化活性评价27-30

2.4 二氧化钛微球实际效率评价30

2.5 等温吸附实验30

2.6 样品表征30

2.3 实验结果与讨论30-43

2.3.1 制备主要工艺参数对二氧化钛微球光催化活性的影响30-34

2.3.2 制备主要工艺参数对Gd-TiO_2 微球催化活性的影响34-36

2.3.3 TiO_

2、Gd-TiO_2 和P25 的光催化性能及实际光催化活性比较36

2.3.4 样品理化性能表征36-41

2.3.5 TiO_2 和Gd-TiO_2 微球光催化性能差异的机理探讨41

2.3.6 小结41-43

3. TiO_2 微球和 Gd-TiO_2 微球光催化降解双酚 A 的研究43-54
3.1 实验与仪论文片段—活性比较51-523.2.4催化剂使用次数对光催化剂的影响52-533.3小结53-54454-56致谢56-57参考文献57-64附件个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果64上一页12TiO_2微球论文,实际光催化效率论文,光催化降解论文,内分泌干扰物论文,双酚A论文,
器43-44

3.2 实验结果与讨论44-53

3.

2.1 单因素实验结果44-48

3.

2.2 响应曲面法（R）优化降解双酚A 的研究48-51

3.

2.3 TiO_2 和Gd-TiO_2 对双酚A 降解的光催化活性比较51-52

3.

2.4 催化剂使用次数对光催化剂的影响52-53

3.3 小结53-54
4 54-56
致谢56-57
参考文献57-64
附件 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果64