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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 自制TiO2/ZnFe2O4光催化劑及降解酸性紅研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 社會(huì)
- 簡(jiǎn)介：
- 納米二氧化鈦光催化劑技術(shù)利用自然光、常溫常壓即可催化分解病菌和污染物，具有高活性，無(wú)二次污染，安全無(wú)毒，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，鐵酸鋅具有磁性，便于分離，其在處理污染物后的分離回收工作大幅簡(jiǎn)潔化。用于制備納米磁性四氧化三鐵的方法以化學(xué)共沉淀法最簡(jiǎn)潔，本作品采用化學(xué)共沉淀法制備納米磁性四氧化三鐵，最后采用乳液聚合法制得的TiO2/ZnFe2O4納米粉和晶材料，在處理完酸性紅后，可循選利用。
- 詳細(xì)介紹：
- 采用乳液聚合法制備TiO2/ZnFe2O4復(fù)合納米晶材料，摻雜的ZnFe2O4納米晶高度分散且均與分布在TiO2表面。實(shí)驗(yàn)通過(guò)杜比不同比例濃度的TiO2/ZnFe2O4制備，然后用722型分光計(jì)測(cè)定其吸光度，再利用公式計(jì)算其脫色率。當(dāng)TiO2/ZnFe2O4中ZnFe2O4與的TiO2比例為1: 4時(shí)，干凝膠在煅燒溫度為500oC段稍后，制備出的TiO2/ZnFe2O4在可見(jiàn)光范圍內(nèi)具有最佳的酸性紅降解效果。
作品專業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 較傳統(tǒng)處理印染廢水方法，光催化氧化技術(shù)能有效地破壞生物難降解的有機(jī)污染物，具有節(jié)能高效、污染物降解徹底等優(yōu)點(diǎn)。但是由于其對(duì)高濃度廢水處理效果不太理想，因此，本作品涉及到光催化劑（TiO2／ZnFe2O4復(fù)合納米晶材料）的制備和降解酸性紅性質(zhì)，這種光催化劑具有對(duì)可見(jiàn)光的利用性和無(wú)需二次處理等優(yōu)點(diǎn)，所以更具有實(shí)用價(jià)值。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 采用乳液聚合法制備TiO2／ZnFe2O4復(fù)合納米晶材料，摻雜的ZnFe2O4納米晶高度分散且均勻分布在TiO2表面，使本來(lái)就具有較高分散度的TiO2納米晶材料，提高了對(duì)可見(jiàn)光的有效利用，而且由于Fe離子的存在使其具備一定磁性，便于分離，因此可做循環(huán)利用。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 相比傳統(tǒng)的印染廢水中酸性紅處理方法，TiO2／ZnFe2O4復(fù)合納米晶材料能將酸性紅徹底分解為簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物，處理方法高效環(huán)保。結(jié)合乳液聚合法與納米材料技術(shù)制備藥品，成本低，效果顯著，如果規(guī)?；瘧?yīng)用，可為生產(chǎn)者創(chuàng)造可觀價(jià)值。
作品摘要
- 目前光催化氧化降解污水中有機(jī)污染物的方法以其獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)受到人們的關(guān)注。光化學(xué)氧化法由于其反應(yīng)條件溫和（常溫、常壓）、氧化能力強(qiáng)和速度快等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前研究和應(yīng)用較多的是光催化氧化法。光催化氧化技術(shù)能有效地破壞許多結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的生物難降解的有機(jī)污染物，具有節(jié)能高效、污染物降解徹底等優(yōu)點(diǎn)，幾乎所有的有機(jī)物在光催化作用下可以完全氧化為CO2、H2O等簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物。其中，TiO2化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、難溶無(wú)毒、成本低，是理想的光催化劑，復(fù)合后更是具備了易分離，高吸光度等特點(diǎn)。具有較高的應(yīng)用價(jià)值。采用乳液聚合法制備TiO2／ZnFe2O4復(fù)合納米晶材料，摻雜的ZnFe2O4納米晶高度分散且均勻分布在TiO2表面，當(dāng)TiO2/ZnFe2O4中ZnFe2O4與TiO2的比例為1：4時(shí)，干凝膠在煅燒溫度為500℃煅燒后，制備出的TiO2/ZnFe2O4在可見(jiàn)光范圍內(nèi)具有最佳的酸性紅降解效果。TiO2／ZnFe2O4催化劑在紫外光下催化降解酸性紅的實(shí)驗(yàn)表明，ZnFe2O4與TiO2結(jié)合，可以有效地增強(qiáng)光催化劑對(duì)可見(jiàn)光的利用。
獲獎(jiǎng)情況及評(píng)定結(jié)果
- 在2010年通過(guò)天津城市建設(shè)學(xué)院第三屆挑戰(zhàn)杯初賽
參考文獻(xiàn)
- [1] 陳旭，王緒緒．光催化技術(shù)[J]．福建環(huán)境，2．003，20(1)：60—61 [2] 王曉慧，王子忱，李熙，等．膠溶法合成TiO2超微粒子[J]．材料科學(xué)進(jìn)展，1992，6(6)：533 [3] 雷閏盈，俞行．均勻沉淀法制備納米二氧化鈦工藝條件研究[J]．無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，2001，33(2)：3 [4] 胡娟，鄧建剛，何水樣，等．納米級(jí)二氧化鈦制備方法的比較研究[J]．材料科學(xué)與工程，2001，19(4)：71 [5] 劉繼進(jìn)，陳宗璋，何麗萍，等．納米氧化鈦的制備、表征及應(yīng)用研究[J]．功能材料，2002，33(6)：658 [6] 汪玲，王麗紅，邵瓊，等．納米TiO2的光催化機(jī)理及其應(yīng)用[J]．濕法冶金，2004，23(2)：57—60
調(diào)查方式
- 抽樣調(diào)查
同類課題研究水平概述
- 目前國(guó)內(nèi)外合成納米TiO2的方法主要有溶膠—凝膠法（S—G方法）、氣象法（CVD）的膠溶法。溶膠法制備納米原料工藝簡(jiǎn)單，但是原料來(lái)源少，成本高。而CVD法則在技術(shù)和材質(zhì)方面要求高，工藝復(fù)雜，投資大。而且國(guó)內(nèi)尚無(wú)此類似產(chǎn)品，主要靠引進(jìn)國(guó)外P25型納米TiO2。但是P25在處理污水后，不易分離。本產(chǎn)品在處理污水后易分離，可以循環(huán)利用，很好的解決了這一難題，如果在我國(guó)投入生產(chǎn)，可以創(chuàng)造相當(dāng)可觀的價(jià)值。
