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文檔簡介
1、石油經(jīng)濟(jì)給人類帶來巨大財富的同時,也給全球環(huán)境造成了重大的污染問題,首當(dāng)其沖的危害是占地球面積71%的海洋。具有光催化效應(yīng)的TiO2被認(rèn)為是治理石油污染的綠色、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的有效材料。目前,在對光催化治理污染的研究中,人們對水體有機(jī)污染物方面做了大量的研究,而對海洋環(huán)境下的油污降解的研究較少。此外,TiO2納米顆粒和光生電子-空穴的高復(fù)合率也阻礙了其在油污治理上的應(yīng)用。為了進(jìn)一步探索TiO2及其復(fù)合物在海洋油污治理方面的應(yīng)用和提高光催化效
2、率,本文主要做了以下研究:
(1)納米TiO2光催化劑去除海洋油污性能研究
將TiO2用于降解柴油、潤滑油以及辣椒油模擬的海水油污染,研究了油濃度、催化劑濃度、催化體系溶液pH值等因素對光催化降解油性能的影響。研究結(jié)果表明:TiO2光催化劑可有效降解柴油、潤滑油以及辣椒油,其降解順序?yàn)槔苯酚?潤滑油>柴油,隨著模擬油濃度的增大,降解率也隨著增大。在酸性條件下,有利于模擬油的降解。
(2)海面漂浮型聚偏氟乙烯
3、(PVDF)纖維膜擔(dān)載TiO2復(fù)合光催化的制備及去除海洋油污性能的研究
以靜電紡絲技術(shù)制備的PVDF為載體,構(gòu)建了可漂浮于水面的低密度聚偏氟乙烯(PVDF)/TiO2復(fù)合納米纖維膜,研究了制備條件對纖維的微觀形貌和表面潤濕性能的影響。光催化結(jié)果表明,TiO2/PVDF復(fù)合納米纖維有效提高了TiO2光催化劑的重復(fù)利用率,降低了治污成本,且TiO2/PVDF復(fù)合納米纖維可漂浮于水面,可充分利用光能,并增大了與污染物分子作用的可及表
4、面積,光催化與吸附協(xié)同作用提升了對海洋油污的降解性能。
(3)石墨烯/TiO2復(fù)合光催化劑的制備及其處理海水石油污染的性能研究
采用靜電紡絲,結(jié)合紫外光和熱還原技術(shù),制備了石墨烯(GNs)改性的一維TiO2納米纖維膜光催化劑。研究了制備條件對復(fù)合纖維的微觀形貌和結(jié)構(gòu)的影響。采用與TiO2納米顆粒溶膠液相同的催化體系研究了模擬海水油污染的降解情況。研究結(jié)果表明:結(jié)合靜電紡絲、紫外光和熱還原技術(shù)制備的石墨烯/TiO2復(fù)合
5、納米纖維膜具有由表面多孔的納米纖維組合而成的三維蓬松立體互穿的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征。在模擬海水油污染的催化體系中,石墨烯/TiO2復(fù)合納米纖維的光催化性能比純TiO2納米纖維有明顯提高,這得益于石墨烯的高導(dǎo)電率,能快速捕獲光激發(fā)TiO2產(chǎn)生的光生電子并阻止電子-空穴的復(fù)合,有效提高了TiO2的量子效率;而石墨烯的摻雜減少了TiO2纖維的堆積密度,增大了3D纖維網(wǎng)絡(luò)交互式的開放空間,極大的促進(jìn)了油污分子和OH自由基的擴(kuò)散和遷移速率,從而非常有利于
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