殼聚糖負(fù)載共摻雜TiO2的制備及其在造紙廢水處理中的應(yīng)用研究.pdf

1、StudyonPreparationofCo—dopedTi02SupposedbyChitosananditsApplicationintheTreatmentofPapermakingWastewaterCHENJiaoyanAthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringlnForestryEngineer

2、inglnCentralSouthUniversityofForestryandTechnology498ShaoshanSouthRoad，TianxinDistrictChangshaHunan410004，PRCHINASupervisorAssociateProfessorLU0JieMay2016摘要Ti02以其低毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、效率高、易合成和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于處理廢水、凈化空氣、消毒殺菌和功能新材料的研究。但是

3、，由于Ti02帶隙較寬(Eg=3032eV)，對(duì)其應(yīng)用存在兩個(gè)顯著的問題。其一是只能利用太陽(yáng)光中的紫外線(僅占太陽(yáng)光3％5％)，對(duì)太陽(yáng)能的利用率低。其二是光生電子與空穴容易發(fā)生復(fù)合，光量子利用率低；且納米級(jí)Ti02在實(shí)際應(yīng)用中還存在易團(tuán)聚、難分離回收等問題。造紙廢水成分復(fù)雜、COD濃度高、毒性大、可生化性低、處理難度大，是我國(guó)的重要污染源和廢水處理領(lǐng)域的難題。研究將Ti02光催化技術(shù)應(yīng)用于造紙廢水的處理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景

4、。本文擬對(duì)Ti02進(jìn)行共摻雜改性并以改性后的共摻雜Ti02為光催化劑，生物質(zhì)高分子吸附材料殼聚糖為載體，制備了易分離回收的S—La—Ti02一殼聚糖(S—La—Ti02／CS)可見光型復(fù)合催化劑。首先以鈦酸四丁酯為Ti02前驅(qū)體，硝酸鑭和硫脲為摻雜源，采用溶膠一凝膠法(Sol—Gel)制備了S／La單摻雜(S—Ti02、LaTi02)和S、La共摻雜Ti02(S—La—Ti02)可見光催化劑，并以甲基橙溶液(50mg／L)作為目標(biāo)降解物

5、，使用400w金鹵燈為光源(模擬可見光)，考察了不同s、La摻雜量和焙燒溫度對(duì)摻雜Ti02可見光催化性能的影響。獲得了在可見光激發(fā)下具有較優(yōu)光催化活性的共摻雜Ti02。然后利用殼聚糖為載體材料，將上述可見光催化性能最優(yōu)的共摻雜Ti02光催化劑負(fù)載在改性的殼聚糖微球(克服殼聚糖自身的酸溶性和水溶性并提高吸附性能)上制備了S—La—Ti02一殼聚糖復(fù)合光催化材料(S—La—Ti02／CS)，并對(duì)該復(fù)合材料的可見光催化性能及其負(fù)載量進(jìn)行了優(yōu)化

6、研究。最后利用優(yōu)化所得的可見光催化活性最好的s—La—Ti02／CS復(fù)合材料在500W氙燈(模擬太陽(yáng)光源)照射下對(duì)實(shí)際造紙廢液進(jìn)行了太陽(yáng)光催化處理試驗(yàn)研究。采用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉紅外光譜(FTIR)和紫外可見漫反射光譜(UV—VisDRS)等手段對(duì)所制得的單摻雜Ti02、共摻雜Ti02以及S—La—Ti02／CS光催化材料進(jìn)行了分析表征。本論文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：(1)采用溶膠一凝膠法，將前驅(qū)體