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摘 要

光触媒的主要原材料是纳米TiO₂。它的光催化性能比较高，而且性价比很高。更重要的是，它无毒无害，对酸碱腐蚀、化学腐蚀来说也有很高的耐性。但TiO₂因为其本身的局限性，仅有在紫外光照射的条件下，才能够有效发挥光催化作用。然而太阳光中的紫外光含量不足5%，导致TiO₂光能利用率低，限制了它的应用发展。对于光催化剂，Cu₂O对400nm-800nm之间的光具有很强的吸收能力，并且本身比较优良。而且，Cu₂O导带中的电子和TiO₂价带中的空穴能够转移，借此延长电子及空穴的寿命，提高光催化活性。

本文主要内容是制备Cu₂O/TiO₂光触媒并研究其日光催化型能。通过控制变量的方法，测定了在日光照射下不同二氧化硫脲浓度、不同剥色温度、不同Cu₂O掺杂量下，对酸性染料上染的毛和丝进行剥色，得到如下最佳剥色方案：Cu₂O在TiO₂中的含量200mg/L，剥色温度80℃，剥色时间30min，二氧化硫脲浓度0.04mol/L。

关键词：日光催化型光触媒 二氧化钛 氧化亚铜 蛋白质纤维 剥色

Preparation and Application of sunlight catalytic Photocatalyst

Abstract

The main raw material of photocatalyst is nano TiO₂. Its photocatalytic performance is relatively high, and the cost performance is very high. More importantly, it is non-toxic and harmless, and has high resistance to acid and alkali corrosion and chemical corrosion. However, because of its own limitations, TiO₂ can only effectively play the role of photocatalysis under the conditions of ultraviolet light irradiation. However, the ultraviolet light content in sunlight is less than 5%, which results in low utilization rate of TiO₂ light energy, which limits its application and development. For photocatalysts, Cu₂O has a strong absorption capacity for light between 400nm-800nm, and is itself excellent. Moreover, the electrons in the conduction band of Cu₂O and the holes in the valence band of TiO₂ can be transferred, thereby prolonging the life of electrons and holes, and improving the photocatalytic activity.

The main content of this article is to prepare Cu₂O / TiO₂ photocatalyst and study its solar catalytic energy. By controlling the variable method, the hair and silk dyed with acid dyes were stripped under different concentrations of thiourea dioxide, different stripping temperature and different Cu₂O doping under sunlight, and the best stripping scheme was obtained as follows: The content of Cu₂O in TiO₂ is 200mg / L, the stripping temperature is 80℃, the stripping time is 30min, and the concentration of thiourea dioxide is 0.04mol / L.

Keywords: Daylight catalytic photocatalyst; Titanium dioxide; Cuprous oxide; Protein fiber; Stripping

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 光触媒的发展及应用 1

1.2.1 光触媒的发展与研究现状 1

1.2.2 光触媒基本概述及应用 2

1.3 TiO₂光催化原理 3

第二章 实验部分 5

2.1引言 5

2.2实验药品及仪器 5

2.3制备 Cu₂O/TiO₂ 光触媒 6

2.4 Cu₂O/TiO₂ 光触媒日光催化剥色性能探究 7

2.4.1 改性二氧化钛光触媒浓度对光触媒催化效果的影响 7

2.4.2 剥色温度对光触媒催化效果的影响 8

2.5性能测试 8

2.5.1 K/S值 8

2.5.2 断裂强力 8

第三章 实验结果与分析 9

3.1 Cu₂O/TiO₂ 光触媒的表征 9

3.2 Cu₂O/TiO₂ 光触媒日光催化剥色性能 10

3.2.1 不同Cu2O掺杂量的实验结果 10

3.2.2 不同改性二氧化钛光触媒浓度的实验结果 13

3.2.3 不同剥色温度的实验结果 13

第四章 总结与展望 15

4.1 总结 15

4.2 展望 15

参考文献 16

致谢 19

第一章 绪论

1.1 引言

考虑到现今所面对的环境问题，世界各国越来越意识到对生态环境治理的重要性，尤其是对污水的治理。近年来，国际上对生态环保材料的研究也越来越重视，而纳米光触媒更是成为了国际上研究的重中之重。它没有毒性，对环境的污染极小，并且，它催化反应所需求的能量很小，催化效率很高。这些优点都牢牢吸引着研究人员们的目光。纳米光触媒材料方面的研究也在高速发展^[1-4]。

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