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基本信息

項(xiàng)目名稱：
Ag/TiO2納米管光催化降解甲基橙及COD的測(cè)定
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
改善環(huán)境，是很好的環(huán)保材料。本項(xiàng)目的目的是提高TiO2納米管在紫外及可見光作用下的光催化效率，并通過COD（Chemical Oxygen Demand，化學(xué)需氧量）測(cè)定儀檢測(cè)TiO2納米管對(duì)染料廢水的水質(zhì)改善情況。尋找提高其治理廢水污染效果的方法，使TiO2納米管能在實(shí)際生活中起到改善環(huán)境的作用。
詳細(xì)介紹：
工業(yè)廢水對(duì)環(huán)境造成很大污染，TiO2納米管能凈化工業(yè)廢水，改善環(huán)境，是很好的環(huán)保材料。本項(xiàng)目的目的是提高TiO2納米管在紫外及可見光作用下的光催化效率，并通過COD（Chemical Oxygen Demand，化學(xué)需氧量）測(cè)定儀檢測(cè)TiO2納米管對(duì)染料廢水的水質(zhì)改善情況。尋找提高其治理廢水污染效果的方法，使TiO2納米管能在實(shí)際生活中起到改善環(huán)境的作用。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

工業(yè)廢水對(duì)環(huán)境造成很大污染，TiO2納米管能凈化工業(yè)廢水，改善環(huán)境，是很好的環(huán)保材料。本項(xiàng)目的目的是提高TiO2納米管在紫外及可見光作用下的光催化效率，并通過COD（Chemical Oxygen Demand，化學(xué)需氧量）測(cè)定儀檢測(cè)TiO2納米管對(duì)染料廢水的水質(zhì)改善情況。尋找提高其治理廢水污染效果的方法，使TiO2納米管能在實(shí)際生活中起到改善環(huán)境的作用。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

1. 利用光化學(xué)沉積法制備貴金屬?gòu)?fù)合TiO2納米管 2. 利用COD技術(shù)檢測(cè)TiO2納米管對(duì)染料廢水的水質(zhì)改善情況

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

本項(xiàng)目的實(shí)施將改善TiO2納米管禁帶較寬、光電轉(zhuǎn)換效率低的弱點(diǎn)，提高TiO2納米管在紫外和可見光作用下的光催化效率，并為TiO2材料光催化降解對(duì)染料廢水的水質(zhì)改善情況提供有效的判斷依據(jù)和研究方法，將極大促進(jìn)TiO2納米管的實(shí)用化，推動(dòng)解決日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。

學(xué)術(shù)論文摘要

本項(xiàng)目利用陽(yáng)極氧化法制備TiO2納米管，用光化學(xué)沉積法在TiO2納米管表面沉積Ag納米顆粒，提高TiO2納米管在可見光和紫外光作用下的光催化效率。以甲基橙溶液為廢水模型，利用分光光度計(jì)檢測(cè)甲基橙的濃度變化，用COD（Chemical Oxygen Demand，化學(xué)需氧量）測(cè)定儀檢測(cè)降解后的甲基橙溶液中的有機(jī)物含量，研究光催化對(duì)廢水的水質(zhì)變化的影響情況。通過場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM）技術(shù)確定Ag納米顆粒對(duì)TiO2納米管形貌的影響，并探討對(duì)光催化效率的影響。利用XPS、XRD等表面技術(shù)分析Ag納米顆粒的鍵價(jià)結(jié)構(gòu)、TiO2中Ti和O的價(jià)態(tài)的變化及其對(duì)TiO2納米管光催化效率的影響。

獲獎(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

無(wú)

參考文獻(xiàn)

1、鄒 貞，張永明.復(fù)合污染的城市河道水在光催化氧化作用下的變化規(guī)律.上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)[J]2009,38(2):197 2、王成艷,劉曦曼,冉祥成.納米TiO2的制備及其COD測(cè)定中的原理研究. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)[J]2009,25(3):66 3、石中亮，華麗，姚淑華.TiO2光催化劑處理制漿造紙廢水.紙和造紙[J] 2007, 26(3):57 4、林會(huì)亮，周國(guó)偉，劉穎，孟慶海.介孔T1。Oz-SiO2的制備及光催化降解黑液的影響因素.中華紙業(yè)[J]2007,28(3):67 5、延向輝，李多松，印染廢水處理方法及其研究進(jìn)展.中國(guó)科技論文在線

同類課題研究水平概述

二氧化鈦（TiO2）是一種過渡金屬氧化物半導(dǎo)體，在環(huán)境保護(hù)和太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。作為一種光致半導(dǎo)體，在吸收了能量等于或大于禁帶寬度的光子后，會(huì)形成光生電子和氧化性很強(qiáng)的光生空穴?？昭軌蛲皆诖呋瘎┝Ｗ颖砻娴腛H-或H2O發(fā)生作用生成強(qiáng)氧化劑-羥自由基?OH (hydroxyl radical)，?OH能夠無(wú)選擇地氧化大多數(shù)有機(jī)物并使之最終完全分解成H2O、CO2和一些無(wú)機(jī)物小分子。20世紀(jì)90年代以來(lái)，TiO2光催化技術(shù)開始應(yīng)用在環(huán)保領(lǐng)域內(nèi)的水和氣相有機(jī)、無(wú)機(jī)污染物的光催化降解方面，不斷取得新的進(jìn)展，被認(rèn)為是一種具有光明前途的環(huán)境污染深度凈化前沿技術(shù)，是目前TiO2研究中最活躍的一個(gè)領(lǐng)域。世界各國(guó)在這一領(lǐng)域投入了大量的研究力量。美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（EPA）已將光催化列入最具有產(chǎn)業(yè)化前景的環(huán)保高新技術(shù)，日本政府投入數(shù)十億日元組建由大學(xué)、研究院所及企業(yè)組成的研究隊(duì)伍，成立了數(shù)個(gè)專門的研究中心進(jìn)行光催化方面的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用基礎(chǔ)研究，歐盟也組織了由八個(gè)國(guó)家有關(guān)科學(xué)家聯(lián)合參加的特大研究項(xiàng)目，進(jìn)行光催化水處理方面的基礎(chǔ)和工程化研究。僅在水、大氣和污水處理的領(lǐng)域，最近10年來(lái)，每年都有數(shù)千篇科學(xué)論文發(fā)表。在發(fā)達(dá)國(guó)家特別是日本，TiO2光催化材料的商品化開發(fā)也極為迅速地發(fā)展，已經(jīng)有大量的相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)成功并投向市場(chǎng)。 然而，高效實(shí)用的TiO2光催化產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用仍然面臨巨大的困難。雖然已有近30年的研究歷史，并在最近10年里在基礎(chǔ)研究和商品化方面都得到較快的發(fā)展，但是總體上看仍然處于理論研究、實(shí)驗(yàn)研究和初級(jí)工業(yè)開發(fā)的階段，尚未達(dá)到成熟的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。主要的障礙是TiO2光催化劑有兩個(gè)致命弱點(diǎn)沒有徹底解決。這兩個(gè)致命弱點(diǎn)是（1）TiO2光催化劑的光量子效率低，通常低于10%，因此總反應(yīng)速度慢，難以處理流量大、濃度高的工業(yè)廢氣和廢水；（2）對(duì)可見光、尤其是太陽(yáng)光的利用效率低。TiO2體材料的禁帶寬度為3.2 eV，其對(duì)應(yīng)的吸收波長(zhǎng)為紫外區(qū)387.5 nm。目前的TiO2光催化產(chǎn)品主要工作波段局限于小于387.5 nm的紫外區(qū)。這部分光在照明燈光和日光的光譜（300-800 nm）中只占很小的比例，還不到照射到地面太陽(yáng)光譜的5％，大大限制了對(duì)太陽(yáng)光的利用。提高光催化量子效率、提高對(duì)可見光、主要是太陽(yáng)光的敏感度，是目前科技界和產(chǎn)業(yè)界對(duì)TiO2光催化劑研究的重點(diǎn)。
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