ZnO光催化降解亚甲基蓝动力学研究开题报告
2020-04-14 17:28:41
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
文 献 综 述
1.引言
我国是一个淡水资源缺乏的国家,人均拥有量只有世界的1/4,居世界110位。随着人口急剧增长和工业迅猛发展,水资源状况越来越糟糕,水危机也越来越严重。这一方面是由于人类对水资源的需求扩大,另一方面也是水污染不断蚕食可供消费的水资源的结果。近年来,随着大量难降解有机物的出现,污水处理难度也大大增加。这些废水中通常含有大量的卤代烃类、多氯联苯、多环芳烃类等,具有污染物浓度高、毒性大和”三致”(致癌、致畸、致突变)的特点,这些废水采用普通的处理方法不能有效去除有机污染物并且可能导致二次污染[1]。因此,对难降解有机废水的处理成为水污染控制领域的热点课题,研究新型高效的难降解废水处理技术有着重要的意义。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
本课题拟以纳米ZnO为催化剂,典型的亚甲基蓝为降解对象,研究催化剂用量、染料初始浓度、温度及染料初始pH等对亚甲基蓝光催化反应速率常数的影响,确定其动力学方程。
研究手段:第一是文献研究,对课题相关资料进行研究总结。第二是实验部分,光催化实验通过使用光催化剂ZnO降解有机染料亚甲基蓝来实现,将纳米ZnO粉体加入到一定质量浓度的100ml亚甲基蓝溶液中,再将装有反应液的烧杯放在紫外光源下进行光催化实验。反应过程中,水溶液经磁力搅拌器不断搅拌,反应数小时后取样品溶液,离心分离后取上层清液,在亚甲基蓝特征波长665纳米处,测其吸光度。催化剂用量在光催化反应中是非常重要的影响因素。本实验中将会:1.固定染料浓度、光照距离及染料PH值,然后改变催化剂的用量来考察催化剂浓度对光催化效果的影响;2.催化剂用量、光照距离及染料PH值,分别选用不同浓度的亚甲基蓝染料进行实验,考察染料初始浓度对光催化效果的影响。3.固定催化剂用量、染料初始浓度及染料初始PH值,改变紫外灯与反应液面的距离来考察光照距离对光催化效果的影响;4.实验通过NaOH和HNO3来调节亚甲基蓝溶液的初始PH值,固定亚甲基蓝初始浓度、催化剂用量和光照距离。分别选用不同PH值为研究对象考察染料初始PH值对降解率的影响。第三是对实验结果进行分析研究,采用XRD、SEM进行图谱分析,得出亚甲基蓝光催化氧化反应过程是否符合拟一级动力学方程,最终将不同条件下的动力学方程求解出来。