1 绪论 1
1.1 难降解有机污染物概述 1
1.1.1 难降解有机污染物来源及危害 1
1.1.2 喹啉类含氮杂环有机物来源及危害 1
1.1.3 喹啉类含氮杂环有机物结构特点 2
1.1.4 喹啉类含氮杂环有机物降解现状 2
1.2 纳米二氧化钛光催化应用 3
1.2.1 环境光催化 4
1.2.2 能源光催化 5
1.3 纳米二氧化钛光催化降解有机物 5
1.3.1 纳米二氧化钛光催化降解有机物基本原理 5
1.3.2 纳米二氧化钛光催化降解有机物反应机理动力学研究现状 6
1.4 纳米二氧化钛光催化降解含氮有机物催化活性影响因素 8
1.4.1 二氧化钛自身性质的影响 8
1.4.2 含氮有机物性质的影响 11
1.4.3 光催化反应操作条件的影响 18
1.5 纳米二氧化钛光催化剂的研究与开发 21
1.5.1 纳米二氧化钛光催化剂制备现状 21
1.5.2 纳米二氧化钛光催化剂工业化的瓶颈 23
1.5.3 纳米二氧化钛光催化剂的改性研究 23
2 纳米催化剂的分散 27
2.1 引言 27
2.2 纳米催化剂团聚的原因 27
2.3 纳米催化剂分散的胶体科学基本原理 28
2.3.1 胶体状态的本质 28
2.3.2 胶体的表面电荷 29
2.3.3 胶体的双电层结构 31
2.3.4 胶体的稳定与失稳 32
2.3.5 DLVO理论 36
2.4 纳米催化剂分散的方法 37
2.4.1 物理法 37
2.4.2 化学法 39
3 纳米二氧化钛光催化剂的高温制备及催化性能 41
3.1 引言 41
3.2 纳米二氧化钛光催化剂的制备及表征 41
3.2.1 制备方法 41
3.2.2 表征手段 42
3.2.3 结构特性 42
3.3 二氧化钛光催化降解喹啉操作条件的优化 44
3.3.1 喹啉光催化降解反应 44
3.3.2 二氧化钛用量的影响 44
3.3.3 喹啉初始浓度的影响 46
3.3.4 pH值的影响 47
3.4 二氧化钛光催化降解喹啉活性及重复使用性 49
3.5 本章小结 51
4 水分散纳米二氧化钛光催化剂设计、制备及催化性能 53
4.1 引言 53
4.2 水分散性纳米二氧化钛设计与制备 54
4.2.1 技术路线 54
4.2.2 实验方法 55
4.3 水分散性纳米二氧化钛结构与水分散性关系 55
4.3.1 形貌晶型分析 55
4.3.2 表面元素分析 57
4.3.3 结构与水分散性关系 57
4.4 不同制备方法与水分散特性的关系 59
4.4.1 不同方法制备纳米二氧化钛 59
4.4.2 形貌晶型比较 60
4.4.3 表面元素比较 62
4.4.4 水分散性比较 66
4.5 水分散纳米二氧化钛光催化降解喹啉 68
4.5.1 活性与稳定性评价 68
4.5.2 活性与纳米结构关系 70
4.6 水分散纳米二氧化钛光催化降解喹啉机理 71
4.6.1 喹啉光催化降解中间产物及自由基物种 71
4.6.2 喹啉光催化降解途径 73
4.7 本章小结 73
5 磁性纳米Fe3O4颗粒的可控制备 75
5.1 引言 75
5.2 高温热解羧酸盐法制备纳米Fe3O4颗粒 76
5.2.1 纳米Fe3O4颗粒形成机理 76
5.2.2 纳米Fe3O4颗粒粒径调控 76
5.3 相转移法制备水分散纳米Fe3O4颗粒 79
5.3.1 水分散纳米Fe3O4颗粒制备方法 79
5.3.2 水分散纳米Fe3O4颗粒形成机理 81
5.3.3 水分散纳米Fe3O4颗粒的磁性能评价 84
5.4 一步反向沉淀法制备水分散纳米Fe3O4颗粒 85
5.4.1 制备方法 85
5.4.2 水分散性纳米Fe3O4颗粒粒径调控 86
5.4.3 纳米Fe3O4颗粒的磁性能评价 89
5.5 本章小结 91
6 水分散磁载TiO2光催化剂的设计、制备及催化性能 92
6.1 引言 92
6.2 水分散磁载TiO2光催化剂的低温制备 93
6.2.1 制备原理 93
6.2.2 制备方法 94
6.3 水分散磁载TiO2光催化剂的结构特性 95
6.4 水分散磁载TiO2光催化剂磁性能评价 100
6.5 水分散磁载TiO2光催化剂活性评价 101
6.5.1 喹啉降解效率 101
6.5.2 水分散磁载TiO2光催化剂循环稳定性 102
6.6 本章小结 103
7 水分散可见光响应TiO2光催化剂的设计、制备及催化性能 104
7.1 引言 104
7.2 水分散可见光响应TiO2光催化剂的制备 106
7.2.1 氧化石墨烯制备 106
7.2.2 水分散可见光响应纳米TiO2光催化剂制备 106
7.3 氧化石墨烯结构特性 107
7.4 水分散可见光响应纳米TiO2光催化剂结构特性 109
7.4.1 可见光响应性能评价 109
7.4.2 形貌晶型分析 110
7.4.3 表面特性分析 111
7.5 水分散可见光响应纳米TiO2光催化剂活性评价 113
7.5.1 喹啉降解效率及可见光响应机理 113
7.5.2 稳定性评价 114
7.6 本章小结 115
参考文献 116