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摘 要

随着经济和技术的发展，染料和印染行业生产规模持续扩大，工业废水的排放量与日俱增。甲基橙作为一种水溶性偶氮染料，在纺织、印染、制药及食品工业中被广泛应用，在染料废水中具有很大的代表性，成为废水处理中的一个难题。近年来，利用光催化迅速降解有机污染物，实现自清洁的研究取得了很大的进展。

本文旨在探究光催化剂纳米SnO₂粉体催化降解甲基橙的活性，并探究影响纳米SnO₂光催化剂催化活性的不同因素以及催化剂的可回收性。实验表明，在紫外灯照射下，将光催化剂纳米SnO₂ 15mg加入到5mg/L的甲基橙溶液中进行光催化，当紫外光（汞灯）照射反应体系达到50分钟时，甲基橙降解率达到99%，可认为降解完全。重复两次实验后，甲基橙降解率均保持在90%以上，证明纳米SnO₂光催化剂可回收性良好。

关键词：甲基橙 纳米SnO₂ 光催化

Photocatalytic Degradation of Methyl Orange by Nanometer SnO₂ Powders

Abstract

With the development of economy and technology, the production scale of dye and printing and dyeing industry continues to expand, and the discharge of industrial wastewater increases day by day. Methyl orange as a kind of water-soluble azo dye, in the textile, printing and dyeing, pharmaceutical and food industry widely used, has a great deal of representative in the dye wastewater, become a difficult problem in wastewater treatment. In recent years, the use of photocatalytic degradation of organic pollutants rapidly, realize self-cleaning research has made great progress.

The purpose of this study was to investigate the photocatalytic degradation of methyl orange by nanometer SnO2 powders, and to explore the influence of different factors on the photocatalytic effect and the recyclability of the catalyst. The experiment showed that under the UV lamp irradiation, 15mg SnO2 photocatalyst was added to the 5mg/L methyl orange solution for photocatalysis. When the reaction system was irradiated by ultraviolet light (mercury lamp) for 50 minutes, the photocatalyst had a good catalytic effect on methyl orange with a degradation rate of 99%. which could be considered as complete degradation. After repeated experiments for two times, the degradation rate of methyl orange remained above 90%, which proved that nanometer SnO₂ photocatalyst had good recovery.

Key words: methyl orange; nanometer SnO₂ ;photocatalysis

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 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 光催化材料 3

1.4 纳米SnO₂ 3

1.4.1 纳米SnO₂的结构 3

1.4.2 纳米SnO₂的性能 3

1.5 纳米SnO₂制备方法 4

1.5.1 溶胶凝胶法 4

1.5.2 沉淀法 4

1.5.3 水热法 4

1.6 纳米SnO₂的光催化应用 5

1.6.1 纳米SnO₂材料 5

1.6.2 单复合纳米SnO₂材料 5

1.6.3 双复合纳米SnO₂材料 6

第二章 实验部分 7

2.1 实验仪器 7

2.2 实验试剂 7

2.3 实验步骤 7

2.4 计算公式 10

第三章 结果与讨论 11

3.1 甲基橙溶液最大吸收波长 11

3.2 甲基橙溶液标准工作曲线 11

3.3 探究底物浓度对光催化效率的影响 12

3.4 探究催化剂用量的影响 12

3.5 探究光反应时间的影响 14

3.6 催化剂重复使用情况 14

3.7 结论 15

参考文献 16

致谢 19

第一章 绪论

1.1 背景

水资源是自然界最基本的资源之一，也是我们工作生活都离不开的重要资源。我国对水的需求特别大，同时水资源也严重匮乏，并且我国范围内的水污染问题日益严峻。我国的水污染问题影响着国民的日常生活和生活水平，影响着国家经济社会的可持续发展，所以保护水资源迫在眉睫，其中如何处理水污染问题就显得尤为重要^[1]。

水污染主要包括生活废水和工业废水，其中工业废水有着很多特点，例如：色度高、重金属离子含量高（镉、铬等）、排放量大、可生物降解难度大、有毒物质较多（胺基、偶氮基团），因此成为水资源净化中的一个难题^[2]-[3]。近年来，人类的生活环境越来越恶劣，水污染问题日益突出，如何净化环境成为科学家们研究的热点。物理吸附法、微生物处理法、化学分解法等传统的处理方法往往有着应用范围狭窄，二次污染，效率低等问题，使水污染问题没有得到很好地解决。因此探索更高效、应用更广泛的水处理技术和方法成为热点话题。

1.2 意义

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