二氧化钛纳米材料及有机污染物光催化降解研究.pdf

二氧化钛纳米材料及有机污染物光催化降解研究.pdf湖南大学硕士学位论文二氧化钛纳米材料及有机污染物光催化降解研究姓名:谈俊申请学位级别:硕士专业:分析化学指导教师:蔡青云20090605硕f:学位论文摘要20世纪80年代以高技术群为代表的新技术革命,把生物技术、新材料和信息技术并列为新技术革命的重要标志。人口、地球环境、食物、能源与健康等重大问题的解决,莫不寄希望于生命科学的发展和材料的创新。本论文针对材料和环境科学的相关问题,利用傅立叶变换红外光谱仪,研究了Ti02光催化氧化乙醇的机理;利用紫外可见分光光度计,研究了Cr”外光谱()幂I]紫外线可见光谱研究了Ti02纳米管对乙醇这种有机物的光催化氧化机理。,将二氧化钛纳米管分散铺的硒化锌晶片作为反应器。在线监控紫外线照射下,二氧化钛表面发生的各种变化过程:在室温条件下,乙醇吸附在二氧化钛纳米管的表面,形成醇盐和羟基化合物(960cm_和920cm_),然后被羟基自由基攻击,形成乙烯醇的中间体,最后转化为乙酸。此外,通过一个流动池体系,在线研究了该反应的紫外光谱。(2)本文报导了在可见光照射下(波长>400nm),用掺杂了钨元素的二氧化钛纳米颗粒,同时还原Cr6+和氧化间苯二酚。观察到二氧化钛、Cr6+、间苯二酚的明显变化。二氧化钛在可见光区较难独自降解Cr6+和间苯二酚中的任一物质。但我们发现在Cr6+和间苯二酚同时存在时,在可见光的照射下,二氧化钛可以有效的还原Cr6+并同时氧化间苯二酚。本文分别研究了这三种主要成分对光催化反应的影响。发现Cr6+的浓度直接影响间苯二酚被氧化的量,间苯二酚的浓度反过来也能影响Cr6+被还原的程度。(3)多环芳烃(PAHs)是种环境污染物,具有致癌性和致突变性,属于难降解物质,但这类物质具有生物降解性。本文选用绿脓杆菌为菌,以萘为多环芳烃的代表,通过现场傅立叶变化红外光谱衰减全反射技术,连续观察了绿脓杆菌对萘的消耗降解。同时也观察到绿脓杆菌在晶体表面的良好生长状态以及贴壁。关键词:二氧化钛;乙醇;光催化机理;间苯二酚;绿脓杆菌;萘二氧化钛纳米材料及有{j:污染物光僻化绛样研究AbstractsSince980s,biotechnology,newmaterialsandinformationtechnologyhavebeenregardedasthesymbolsoftechnicalinnovation,whichareimportanttotheareasofpopulation,environment,food,energy,,(ATR—FTIR)spectroscopyinanalysisofmechanismofethanoloxidationbyTi02underUVlight,+reductionandresorcinoxidationbyTi02undervisiblelight.(1)ThephotocatalyticoxidationofethanoloverTi02nanotubes(NTs)wasinvestigatedbyinsituattenuatedtotalreflectionusingFouriertransforminfraredspectroscopy(ATR-FTIR)andultraviolet(uv)—FTIRstudy,,formingalkoxideandhydroxidegroups(