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摘 要

本文采用光电结合方法处理印染废水，以二氧化钛纳米管（TiO₂NTs）为电极基体，经浸渍后制备了TiO₂NTs /SnO₂-SbO₂/ZnO电极。使用SEM、XRD等手段分析了制备电极的形貌、组成。我们以二氧化钛纳米管为基体制得的含有不同层数的中间层的电极进行了电化学测试，由循环伏安曲线研究了电极的氧化电流。同时以酸性黑10B为模拟污染物，研究表明，以含有3层中间层的TiO₂NTs/ SnO₂-SbO₂ /ZnO电极作为光阳极，单独光降解处理时，对酸性黑10B模拟印染废水光照40min后，脱色率接近89%。光电结合降解时，对酸性黑10B模拟印染废水处理40min后，脱色率接近94%。

关键词：染料废水 电化学 酸性黑10B TiO₂NTs /SnO₂-SbO₂/ZnO电极

Photoelectric materials based on Titanium preparation and application in water treatment

ABSTRACT

Dyeing wastewater was carried out with Photoelectric method in this paper. We use the Titania nanotube as the vector and prepared theTiO₂NTs/N-butyl-alcohol/ZnO electrode by dipping method. Their morphologies and phase compositions were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and X-raydiffraction (XRD), respectively. We have carried out the electrochemical measurements of the electrodes containing different layers of the intermediate layer with different layers of TiO₂ nanotubes, and the oxidation current of the electrodes was studied by cyclic voltammetry curves.. Acid black 10B were used as model pollutants to study the photoelectrocatalysis performances of electrodes.The research showed that when we use TiO₂NTs /SnO₂-SbO₂/ZnO electrode which contains three layers middle tier as the photoanode, under the condition of mere light degradation, The decolorization rate of the acid black 10B simulated dyeing wastewater was close to 89 % after 40min of the dyeing wastewater.Under the condition of Photoelectrocatalytic degradation, The decolorization rate of the acid black 10B simulated dyeing wastewater treated by 40 min was close to 94 %.

Keywords: Dyeing wastewater；electrochemical method；acid black 10B；

TiO₂NTs /SnO₂-SbO₂/ZnO electrode

目录

摘要 Ⅰ

ABSTRACT ....................Ⅱ

第一章 前言 1

1.1染料废水概述 1

1.2染料废水处理技术概述 2

1.2.1物理方法处理染料废水 2

1.2.2化学方法处理染料废水 3

1.2.3生物方法处理染料废水 5

1.3电化学方法处理染料废水的研究 6

1.3.1 电化学催化氧化反应机理 6

1.3.2电极的选择 7

1.4光催化方法处理染料废水的研究........................................................................8

1.4.1.光催化降解技术的定义与原理...................................................................8

1.4.2.光催化氧化技术...........................................................................................9

1.5本实验采用的处理方法和说明 9

第二章 试验部分 10

2.1 实验药品和试剂 10

2.2 仪器设备 10

2.3钛基光电材料的制备 10

2.3.1钛基体的预处理 10

2.3.2 TiO₂纳米管的制备 10

2.3.3 Sn-Sb中间层的制备...................................................................................11

2.3.4 ZnO外层的制备.........................................................................................11

2.4分析和表征...........................................................................................................11

2.4.1 场发射扫描电镜（FESEM） 11

2.4.2 X射线衍射仪(XRD) 11

2.4.3电化学性能测试..........................................................................................12

2.4.4吸光度测定.................................................................................................12

2.5.结果与讨论 13

2.5.1 TiO₂纳米管的表面形貌 13

2.5.2掺杂了不同层数中间层后的二氧化钛纳米管的表面形貌.....................14

2.5.3 不同中间层电极XRD表征 15

2.5.4 不同中间层电极的电化学性能................................................................16

2.5.5不同降解时间酸性黑溶液的紫外-可见吸收光谱...................................18

2.5.6不同层数电极的光电催化降解性能.........................................................19

第三章 结论 21

参考文献 22

致谢 24

第一章 前言

1.1染料废水概述

随着工业化进程的不断深入,全球性环境污染日益破坏着地球生物圈几亿年来所形成的生态平衡,并对人类自身的生存环境构成威胁。根据国家环保总局对我国水环境污染现状的统计与调查，我国的江河、湖泊及近海流域已普遍受到不同程度的污染，总体上呈现加重的趋势，造成污染加重的主要因素是工业废水和生活污水。纺织印染工业在生产过程中排放大量的废水和废渣会对环境产生污染，其中以印染行业生产过程中排放的废水对环境的污染最为严重。据不完全统计，全国印染废水每天排放量为(3～4)×10⁶m³，占全国工业废水总排放量的35% ，并以1%的速度逐年增长^[1]。排放的废水中含有纤维原料本身的夹带物，以及加工过程使用的浆料、油剂、染料和化学助剂等，具有生化需氧量高、色度高、pH 值高、难生物降解、多变化的“三高一难一变”特点。废水中残存的染料组分，即使浓度很低，排入水体也会造成水体透光率和水体中气体溶解度的降低，会影响水中各种生物的生长，从而破坏水体纯度和水生生物的食物链，最终将导致水体生态系统的破坏。因此，印染工业废水的脱色治理问题，已成为当今国内外环境工程界急需解决的一大难题^[2]。

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