基本信息
- 项目名称：
- Ag/TiO2纳米管光催化降解甲基橙及COD的测定
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 改善环境，是很好的环保材料。本项目的目的是提高TiO2纳米管在紫外及可见光作用下的光催化效率，并通过COD（Chemical Oxygen Demand，化学需氧量）测定仪检测TiO2纳米管对染料废水的水质改善情况。寻找提高其治理废水污染效果的方法，使TiO2纳米管能在实际生活中起到改善环境的作用。
- 详细介绍：
- 工业废水对环境造成很大污染，TiO2纳米管能净化工业废水，改善环境，是很好的环保材料。本项目的目的是提高TiO2纳米管在紫外及可见光作用下的光催化效率，并通过COD（Chemical Oxygen Demand，化学需氧量）测定仪检测TiO2纳米管对染料废水的水质改善情况。寻找提高其治理废水污染效果的方法，使TiO2纳米管能在实际生活中起到改善环境的作用。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 工业废水对环境造成很大污染，TiO2纳米管能净化工业废水，改善环境，是很好的环保材料。本项目的目的是提高TiO2纳米管在紫外及可见光作用下的光催化效率，并通过COD（Chemical Oxygen Demand，化学需氧量）测定仪检测TiO2纳米管对染料废水的水质改善情况。寻找提高其治理废水污染效果的方法，使TiO2纳米管能在实际生活中起到改善环境的作用。
科学性、先进性及独特之处
- 1. 利用光化学沉积法制备贵金属复合TiO2纳米管 2. 利用COD技术检测TiO2纳米管对染料废水的水质改善情况
应用价值和现实意义
- 本项目的实施将改善TiO2纳米管禁带较宽、光电转换效率低的弱点，提高TiO2纳米管在紫外和可见光作用下的光催化效率，并为TiO2材料光催化降解对染料废水的水质改善情况提供有效的判断依据和研究方法，将极大促进TiO2纳米管的实用化，推动解决日益严重的环境污染问题。
学术论文摘要
- 本项目利用阳极氧化法制备TiO2纳米管，用光化学沉积法在TiO2纳米管表面沉积Ag纳米颗粒，提高TiO2纳米管在可见光和紫外光作用下的光催化效率。以甲基橙溶液为废水模型，利用分光光度计检测甲基橙的浓度变化，用COD（Chemical Oxygen Demand，化学需氧量）测定仪检测降解后的甲基橙溶液中的有机物含量，研究光催化对废水的水质变化的影响情况。通过场发射扫描电子显微镜（SEM）技术确定Ag纳米颗粒对TiO2纳米管形貌的影响，并探讨对光催化效率的影响。利用XPS、XRD等表面技术分析Ag纳米颗粒的键价结构、TiO2中Ti和O的价态的变化及其对TiO2纳米管光催化效率的影响。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1、邹 贞，张永明.复合污染的城市河道水在光催化氧化作用下的变化规律.上海师范大学学报[J]2009,38(2):197 2、王成艳,刘曦曼,冉祥成.纳米TiO2的制备及其COD测定中的原理研究. 中国环境监测[J]2009,25(3):66 3、石中亮，华丽，姚淑华.TiO2光催化剂处理制浆造纸废水.纸和造纸[J] 2007, 26(3):57 4、林会亮，周国伟，刘颖，孟庆海.介孔T1。Oz-SiO2的制备及光催化降解黑液的影响因素.中华纸业[J]2007,28(3):67 5、延向辉，李多松，印染废水处理方法及其研究进展.中国科技论文在线
同类课题研究水平概述
- 二氧化钛（TiO2）是一种过渡金属氧化物半导体，在环境保护和太阳能电池等领域有重要的应用。作为一种光致半导体，在吸收了能量等于或大于禁带宽度的光子后，会形成光生电子和氧化性很强的光生空穴。空穴能够同吸附在催化剂粒子表面的OH-或H2O发生作用生成强氧化剂-羟自由基•OH (hydroxyl radical)，•OH能够无选择地氧化大多数有机物并使之最终完全分解成H2O、CO2和一些无机物小分子。20世纪90年代以来，TiO2光催化技术开始应用在环保领域内的水和气相有机、无机污染物的光催化降解方面，不断取得新的进展，被认为是一种具有光明前途的环境污染深度净化前沿技术，是目前TiO2研究中最活跃的一个领域。世界各国在这一领域投入了大量的研究力量。美国环境保护局（EPA）已将光催化列入最具有产业化前景的环保高新技术，日本政府投入数十亿日元组建由大学、研究院所及企业组成的研究队伍，成立了数个专门的研究中心进行光催化方面的基础研究与应用基础研究，欧盟也组织了由八个国家有关科学家联合参加的特大研究项目，进行光催化水处理方面的基础和工程化研究。仅在水、大气和污水处理的领域，最近10年来，每年都有数千篇科学论文发表。在发达国家特别是日本，TiO2光催化材料的商品化开发也极为迅速地发展，已经有大量的相关产品开发成功并投向市场。 然而，高效实用的TiO2光催化产品的开发应用仍然面临巨大的困难。虽然已有近30年的研究历史，并在最近10年里在基础研究和商品化方面都得到较快的发展，但是总体上看仍然处于理论研究、实验研究和初级工业开发的阶段，尚未达到成熟的产业化规模生产。主要的障碍是TiO2光催化剂有两个致命弱点没有彻底解决。这两个致命弱点是（1）TiO2光催化剂的光量子效率低，通常低于10%，因此总反应速度慢，难以处理流量大、浓度高的工业废气和废水；（2）对可见光、尤其是太阳光的利用效率低。TiO2体材料的禁带宽度为3.2 eV，其对应的吸收波长为紫外区387.5 nm。目前的TiO2光催化产品主要工作波段局限于小于387.5 nm的紫外区。这部分光在照明灯光和日光的光谱（300-800 nm）中只占很小的比例，还不到照射到地面太阳光谱的5％，大大限制了对太阳光的利用。提高光催化量子效率、提高对可见光、主要是太阳光的敏感度，是目前科技界和产业界对TiO2光催化剂研究的重点。
