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摘 要

这些年来，科学技术发展迅猛，我国经济迅速增长，工业生产的规模也逐渐变大，工业废水与工业污染物的排放也急剧增加。甲基橙作为一种水溶性染料，在工业生产中被广泛应用，因此在染料废水中有较多存在。如今，光催化降解有机污染物，取得了巨大突破，在解决染料废水中发挥着很重要的作用。

本文探究乙醇改性纳米TiO₂可见光催化降解甲基橙的研究，并探究不同TiO₂光催化剂的降解效果以及不同光反应时间对降解效果的影响。EPR研究表明：乙醇改性纳米TiO₂后可增加TiO₂表面的氧空位浓度。光催化实验结果表明:通过改性，可增加TiO₂光催化剂可见光催化降解甲基橙的降解率，200℃处理的乙醇改性TiO₂光催化剂可见光催化降解甲基橙的降解率最高，效果最好。

关键词：TiO₂ 甲基橙 光催化剂

Study on Degradation of Methyl Orange Catalyzed

By Ethanol Modified Nano-TiO₂ under Visible Light

Abstract

Over the years, science and technology have developed rapidly, China ’s economy has grown rapidly, and the scale of industrial production has gradually increased, and the discharge of industrial wastewater and industrial pollutants has also increased dramatically.As a water-soluble dye, methyl orange is widely used in industrial production. Thus, large amount of methyl orange appears in wastewater. Today, photocatalytic degradation of organic pollutants has made tremendous breakthroughs and plays an important role in solving dye wastewater.

The purpose of this study was to investigate the photocatalytic degradation of methyl orange by ethanol-modified nano-TiO₂ under visible light irradiation and explored the degradation effect of different TiO₂ photocatalysts and the effect of different photoreaction time on the degradation rate. EPR results show that the concentration of oxygen vacancy increase after the TiO₂ was modified by ethanol. The photocatalytic experiments show that the degradation of methyl orange was enhanced over modified TiO₂ under visible light and the ethanol-modified nano-TiO₂ treated at 200 ℃ has the highest degradation rate.

Key words: TiO₂；methyl orange；photocatalyst

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章文献综述 1

1.1 背景 1

1.2 意义 1

1.3 光催化 2

1.3.1 光催化原理 2

1.3.2 光催化剂材料 3

1.4纳米TiO₂ 3

1.4.1 纳米TiO₂的结构 3

1.4.2 纳米TiO₂的性能 3

1.4.3 纳米TiO₂的制备 3

1.4.4 纳米TiO₂的催化降解机理 4

1.5纳米TiO₂在环保中的应用 6

1.5.1气体净化 6

1.5.2抗菌除臭 6

1.5.3处理有机污水 7

1.5.4处理无机污水 7

1.5.5用于防污、自洁装饰材料 7

第二章实验部分 8

2.1 实验仪器 8

2.2 实验试剂 8

2.3 实验步骤 9

2.4 计算公式 11

2.5 二氧化钛催化剂的表征 11

第三章结果与讨论 12

3.1 甲基橙溶液最大吸收波长 12

3.2 二氧化钛光催化剂的EPR研究 13

3.3 探究光反应时间的影响 13

3.4 探究不同光催化剂的影响 14

3.5 探究催化剂用量的影响 15

第四章讨论 16

参考文献 17

致谢 20

第一章文献综述

1.1 背景

众所周知，在自然界中，水资源尤为重要，也是人们生活离不开的资源。我国对水资源的需求十分大，然而水资源也严重短缺，并且水污染问题一天比一天严峻。我国的水污染问题影响着我们生活的方方面面，也影响了经济的可持续发展，所以保护水资源也成了当务之急，解决水污染问题就显得尤其重要^[1]。近年来，我国环保水资源处理的企业一批批地涌现，处理水资源的行业也有了一定的规模。

水资源污染主要包括生活废水和工业废水，在国民经济高速发展的今天，伴随着各种行业包括染料制造业生产增加的同时，也造成工业废水急速增加。工业废水有诸多特点，比如：高色度、高重金属离子含量（镉、铬等）、巨大的排放量、高难度的可生物降解、数量众多的有毒物质（胺基等），因此水资源净化困难重重^[2]-[3]。近些年，人们的生活环境变得越来越恶劣，水污染问题日益严重，净化环境的方法成为了科学家们研究的焦点。传统的一些处理手段如吸附法、微生物处理法等方法使用范围比较窄，同时存在二次污染等问题，造成水污染问题难以得到满意的解决。因此我们要探索更为有效的、应用范围更加广泛的水处理技术。

1.2 意义

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