納米二氧化鈦光催化機理及其新型COD測定方法與儀器的研究.pdf

1、本論文是國家自然科學基金項目和上海市科委重點項目的部分內(nèi)容。全文共分五個部分： Ⅰ.緒論(第一章) 本部分內(nèi)容分為納米二氧化鈦材料的光催化機理研究及應(yīng)用、半導體量子點及其應(yīng)用以及化學需氧量的檢測現(xiàn)狀與發(fā)展三個部分。 Ⅱ.納米TiO2協(xié)同體系光催化氧化機理研究及其在COD測定中的應(yīng)用研究(第二、三章) 第二章提出了一種以納米TiO2和KBrO3協(xié)同催化氧化為體系，用Br-離子選擇性電極測定水體中CO

2、D的新方法?？疾炝薑BrO3起始濃度、pH值、催化劑投加量、溫度等因素對反應(yīng)的影響。用于實際水樣的檢測，測定結(jié)果與COD標準法有很好的相關(guān)性。 Ⅲ.納米管TiO2光電催化傳感器的制備及其在COD測定中的應(yīng)用研究(第四章) 第四章采用電化學陽極氧化法制備了TiO2納米管陣列，納米管TiO2由于其大的比表面積而提高了光催化活性，在COD的測定中的應(yīng)用還未見報導。 Ⅳ.QDs-CdS敏化TiO2復合薄膜的光電催化

3、及其應(yīng)用于COD測定新方法的研究(第五、六章) 量子點(QDs)由于其獨特的性質(zhì)特別是光學特性而廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學和光電子學領(lǐng)域。通過選擇適當?shù)恼麕挾鹊牧孔狱c半導體對TiO2薄膜敏化，不但可以擴展TiO2光吸收的范圍，還可以有效地降低載流子的復合幾率，延長載流子的壽命，從而提高TiO2光電轉(zhuǎn)換和光催化效率，拓展了量子點在環(huán)境分析中的應(yīng)用范圍。 第五章采用自組裝的方法在TiO2薄膜上制備了QDs-CdS/TiO2復

4、合薄膜。研究QDs-CdS敏化對TiO2薄膜電極光電轉(zhuǎn)換效率的影響，并探討敏化以后光生電荷的轉(zhuǎn)移特性。 第六章以QDs-CdS/TiO2作為光電催化傳感器，并首次用于水樣中化學需氧量(COD)的測定。由于復合薄膜比TiO2薄膜具有更高的光電催化活性，因此建立的新方法提高了COD測定靈敏度和線性范圍，在15～600mg/L范圍內(nèi)具有良好的線性響應(yīng)，相關(guān)系數(shù)為0.9998。 Ⅴ.COD快速光分析儀的研制(第七章)

5、 目前國內(nèi)外的COD分析儀器的監(jiān)測原理大致可分為滴定法、分光光度法和傳感器法，其中以分光光度法最為常用，如美國HACH分析儀。 本論文的創(chuàng)新之處 1.在研究納米TiO2協(xié)同體系光催化氧化機理的基礎(chǔ)上，建立了納米TiO2-KBrO3和TiO2-Ce(SO4)2協(xié)同體系測定COD的新方法，方法具有快速，操作簡便，條件溫和，不會造成二次污染等優(yōu)點，具有一定的應(yīng)用前景； 2.采用電化學陽極氧化法制備了納米管TiO

6、2光電催化傳感器，并首次將其用于COD的檢測。納米管TiO2由于其大的比表面積而提高了光催化活性。與傳統(tǒng)的重鉻酸鉀氧化法相比，該傳感器具有測定快速，不需有毒、昂貴試劑，便于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點，具有廣闊的應(yīng)用前景； 3.采用自組裝的方法在TiO2薄膜上制備了QDs-CdS/TiO2復合薄膜。將QDs-CdS敏化TiO2與光電催化技術(shù)結(jié)合起來，以甲基橙為研究目標，進行了甲基橙光電催化動力學研究。 4.以QDs-CdS/Ti