📄Работа №209636
Тема: Фотокаталитическая активность гранулированных композитных оксидов TiO2/SiO2 по отношению к разным красителям
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Химия
Объем:
90 листов
Год:
2021
Просмотров:
28
4900
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
РЕФЕРАТ 2
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Структура и свойства TiO2 7
1.2 Способы получения фотокатализаторов оксида титана
1.2.1 Получение фотокатализаторов, с распределенными
фотокаталитическими частицами по объему 9
1.2.2 Получение фотокатализаторов на носителях 27
1.3 Фотокатализ 40
1.3.1 Механизм фотокатализа 43
1.3.2 Условия гетерогенного фотокатализа 46
1.3.3 Возможности повышения эффективности фотокатализаторов47
1.3.4 Реакторы для проведения фотокатализа 53
1.3.5 Методы исследования фотокаталитических свойствматериалов ... 58
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Оборудование и реактивы 64
2.2 Практическая часть
2.2.1 Получение нанодисперсного TiO2/SiO2 66
2.2.2 Получение гранул фотокатализатора TiO2/SiO2 67
2.2.3 Определение фотокаталитической активности 68
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 70
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 80
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Структура и свойства TiO2 7
1.2 Способы получения фотокатализаторов оксида титана
1.2.1 Получение фотокатализаторов, с распределенными
фотокаталитическими частицами по объему 9
1.2.2 Получение фотокатализаторов на носителях 27
1.3 Фотокатализ 40
1.3.1 Механизм фотокатализа 43
1.3.2 Условия гетерогенного фотокатализа 46
1.3.3 Возможности повышения эффективности фотокатализаторов47
1.3.4 Реакторы для проведения фотокатализа 53
1.3.5 Методы исследования фотокаталитических свойствматериалов ... 58
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Оборудование и реактивы 64
2.2 Практическая часть
2.2.1 Получение нанодисперсного TiO2/SiO2 66
2.2.2 Получение гранул фотокатализатора TiO2/SiO2 67
2.2.3 Определение фотокаталитической активности 68
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 70
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 80
📖 Аннотация
В данной работе проведено исследование фотокаталитической активности гранулированных композитных материалов на основе диоксида титана и диоксида кремния (TiO2/SiO2) в процессе деструкции модельных органических загрязнителей — красителей метилового оранжевого, метиленового синего и метилового фиолетового. Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки эффективных, экономичных и технологичных методов очистки сточных вод от устойчивых к биологическому разложению органических соединений, широко используемых в текстильной и других отраслях промышленности. Основные результаты показали, что синтезированные гранулированные композиты обладают высокой фотоактивностью, демонстрируя различную эффективность в отношении исследуемых красителей: наиболее полно (свыше 90% за 60 минут) разлагался метиловый фиолетовый, тогда как для метиленового синего и особенно метилового оранжевого требовалось более длительное облучение. Установлено, что фотокаталитическая активность гранул незначительно уступает нанодисперсному порошку TiO2/SiO2, однако их применение исключает трудоемкую стадию сепарации из реакционной среды, что является ключевым технологическим преимуществом для практического внедрения. Научная значимость работы заключается в установлении корреляции между структурой красителя, условиями среды и кинетикой его фотокаталитического разложения на данном композите, а практическая — в определении оптимальных доз гранулированного фотокатализатора для эффективной очистки воды. Теоретической основой исследования послужили работы таких авторов, как Chen и Mao, обобщившие свойства наноматериалов TiO2; Pelaez с соавторами, рассмотревшие видимо-световые фотокатализаторы; а также Nolan, исследовавший фазовые превращения в диоксиде титана.
📖 Введение
Глобальные изменения, вызванные быстрым экономическим развитием, способствуют необратимым изменениям окружающей среды, поэтому ее защита стала общемировой задачей. В очистке сточные вод предприятий можно использовать фотокатализ как недорогой, эффективный метод деструкции трудноокисляемых органических загрязнений.
Фотокаталитическая система представляет собой химический процесс с низким воздействием на окружающую среду и, как ожидается, будет широко использоваться для очистки воздуха и загрязненной воды. Ожидается, что для эффективного использования солнечной энергии будут разработаны фотокатализаторы, индуцированные видимым светом.Диоксид титана и его производные, такие как титанат, является наиболее широко исследованным, благодаря высокой фотоактивности, низкой стоимости, низкой токсичности и хорошей химической и термической стабильности[1, 2].
Хорошо известно, что фотокаталитическая активность тесно связана с кристалличностью, фазовым составом, удельной площадью поверхности, микроструктурой и морфологией полученных порошков. Поэтому нужно подобрать оптимальный способ получения фотокатализатора и методы его исследования.
В данной работе проведено исследование фотокаталитических свойств композитных материалов TiO2/SiO2, их сравнение и расчет необходимого количества фотокатализатора для эффективного разрушения красителей метилового оранжевого, метиленового синего и метилового фиолетового.
Цель -найти оптимальное количество фотокаталитически активных частиц в гранулах композитного фотокатализатора.
Для достижения цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Изучить влияние фотокаталитической активности
нанодисперсногоТЮ2^Ю2 на разложение трудноокисляемых загрязнений на примере метилового оранжевого, метиленового синего и метилового фиолетового.
2. Изучить влияние фотокаталитической активности композитного фотокатализатора TiO2/SiO2 в инертном носителе из силикагеля на разложение трудноокисляемых загрязнений на примере красителей метилового оранжевого, метиленового синего и метилового фиолетового.
3. Выявить особенности разложения метилового оранжевого,
метиленового синего и метилового фиолетового.
4. Сравнитьфотокаталитические активности гранулированного
композитного катализатораТЮ2^Ю2на инертном носителе из силикагеля и порошкообразного TiO2/SiO2. Выявить преимущества и недостатки. Рассчитать оптимальную дозу фотокатализатора.
Фотокаталитическая система представляет собой химический процесс с низким воздействием на окружающую среду и, как ожидается, будет широко использоваться для очистки воздуха и загрязненной воды. Ожидается, что для эффективного использования солнечной энергии будут разработаны фотокатализаторы, индуцированные видимым светом.Диоксид титана и его производные, такие как титанат, является наиболее широко исследованным, благодаря высокой фотоактивности, низкой стоимости, низкой токсичности и хорошей химической и термической стабильности[1, 2].
Хорошо известно, что фотокаталитическая активность тесно связана с кристалличностью, фазовым составом, удельной площадью поверхности, микроструктурой и морфологией полученных порошков. Поэтому нужно подобрать оптимальный способ получения фотокатализатора и методы его исследования.
В данной работе проведено исследование фотокаталитических свойств композитных материалов TiO2/SiO2, их сравнение и расчет необходимого количества фотокатализатора для эффективного разрушения красителей метилового оранжевого, метиленового синего и метилового фиолетового.
Цель -найти оптимальное количество фотокаталитически активных частиц в гранулах композитного фотокатализатора.
Для достижения цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Изучить влияние фотокаталитической активности
нанодисперсногоТЮ2^Ю2 на разложение трудноокисляемых загрязнений на примере метилового оранжевого, метиленового синего и метилового фиолетового.
2. Изучить влияние фотокаталитической активности композитного фотокатализатора TiO2/SiO2 в инертном носителе из силикагеля на разложение трудноокисляемых загрязнений на примере красителей метилового оранжевого, метиленового синего и метилового фиолетового.
3. Выявить особенности разложения метилового оранжевого,
метиленового синего и метилового фиолетового.
4. Сравнитьфотокаталитические активности гранулированного
композитного катализатораТЮ2^Ю2на инертном носителе из силикагеля и порошкообразного TiO2/SiO2. Выявить преимущества и недостатки. Рассчитать оптимальную дозу фотокатализатора.
✅ Заключение
Таким образом, в ходе проведённого исследования композитных материалов на основе оксидов Si/Ti установлено следующее:
1. Порошкообразный фотокатализатор на основе оксидовП/Si показал высокую эффективность в разложении трудноокисляемых загрязнений. Достаточно 60 минут для разрушения метилового фиолетового более чем на 90%, а для метиленового синего и метилового оранжевого - 75 минут.
2. Гранулы композитного фотокатализатора TiO2/SiO2 показали высокую эффективность в окислении красителей. Для метилового фиолетового наблюдалось практически линейное уменьшение концентрации трудноокисляемых соединений от времени. Для разложения метилового оранжевого недостаточно 120 минут, требуется более длительное воздействие света и фотокатализатора.
3. Метиловый оранжевый будет разрушаться до простых веществ преимущественно в кислой среде. Деструкция метилового фиолетового наиболее выражена в сравнении с другими красителями. Метиленовый синий наименее эффективно окисляется в фотокаталитической реакции. Полученные данные совпадают с рассчитанными константами реакций.
4. Композитный фотокатализатор в виде гранул незначительно хуже
окисляет красители в сравнении с порошкообразным TiO2/SiO2. Но перед каждым отбором пробы с нанодисперсным TiO2/SiO2 из реактора требовалось центрифугировать раствор, что значительно усложняет процесс разрушения. В эксперименте, проведенном с гранулами - раствор оставался прозрачным.Рассчитанная доза гранулированного композитного
фотокатализатора для эффективного удаления трудноокисляемых загрязнений из воды составляет 8,2 г.
1. Порошкообразный фотокатализатор на основе оксидовП/Si показал высокую эффективность в разложении трудноокисляемых загрязнений. Достаточно 60 минут для разрушения метилового фиолетового более чем на 90%, а для метиленового синего и метилового оранжевого - 75 минут.
2. Гранулы композитного фотокатализатора TiO2/SiO2 показали высокую эффективность в окислении красителей. Для метилового фиолетового наблюдалось практически линейное уменьшение концентрации трудноокисляемых соединений от времени. Для разложения метилового оранжевого недостаточно 120 минут, требуется более длительное воздействие света и фотокатализатора.
3. Метиловый оранжевый будет разрушаться до простых веществ преимущественно в кислой среде. Деструкция метилового фиолетового наиболее выражена в сравнении с другими красителями. Метиленовый синий наименее эффективно окисляется в фотокаталитической реакции. Полученные данные совпадают с рассчитанными константами реакций.
4. Композитный фотокатализатор в виде гранул незначительно хуже
окисляет красители в сравнении с порошкообразным TiO2/SiO2. Но перед каждым отбором пробы с нанодисперсным TiO2/SiO2 из реактора требовалось центрифугировать раствор, что значительно усложняет процесс разрушения. В эксперименте, проведенном с гранулами - раствор оставался прозрачным.Рассчитанная доза гранулированного композитного
фотокатализатора для эффективного удаления трудноокисляемых загрязнений из воды составляет 8,2 г.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.