纳米二氧化钛光净化技术在医院含菌污水处理上的应用研究

【摘要】：纳米TiO_2光催化技术用于环境净化处理是目前研究的热点。本文使用工业偏钛酸为原料,制备具有高光催化活性的纳米TiO_2粉体材料,并用粘结剂制成颗粒材料。以烧杯作为反应器,高压汞灯作为光源,大肠杆菌为主体的微生物模型评价了自制TiO_2材料的光催化杀菌活性,研究了各个因素对光催化杀菌的影响。探讨了粉体和颗粒两种材料处理模拟医院含菌污水的可行性。 本文比较了显微镜直接计数法及平板菌落计数法在光催化实验过程中活菌计数的效果,结果表明显微镜直接计数时,细菌染色效果不好,难于计数。采用常用的平板菌落计数法效果较好。 研究了粉体和颗粒两种催化剂材料的光催化杀菌活性。结果表明,光催化杀菌是紫外光杀菌和催化剂受激产生基团氧化杀菌共同作用的结果。比较了两种不同粒径粉体的光催化杀菌性能,结果说明粒径越小,材料光催化杀菌活性越高。研究了A(主要成分钛溶胶)和B(主要成分硅溶胶)两种粘结剂对颗粒材料光催化杀菌性能的影响,结果表明材料的光催化杀菌性能对粘结剂敏感。A 粘结剂不影响材料的光催化杀菌性能,而使用B 粘结剂制成的材料几乎无光催化杀菌作用。并且A 粘结剂制成的颗粒材料的光净化处理效果显著,其多孔吸附作用不明显,颗粒材料可循环再生。 研究了超声分散处理、pH、催化剂浓度、细菌种类和浓度、光强和光照时 【关键词】：纳米二氧化钛 光催化 大肠杆菌 医院含菌污水 杀菌
【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：X799.5
【目录】：

• 1. 前言9-29
• 1.1 纳米二氧化钛光催化净化技术9-12
• 1.1.1 纳米技术9
• 1.1.2 纳米二氧化钛光催化净化技术研究现状9-12
• 1.2 二氧化钛光催化杀菌机理12-16
• 1.2.1 纳米TiO_2光催化原理12-14
• 1.2.2 光催化杀菌机理14-16
• 1.3 纳米TiO_2用于医院污水处理16-20
• 1.3.1 医院污水处理的方法16-17
• 1.3.2 纳米TiO_2用作医院废水处理材料的特点17-19
• 1.3.3 纳米二氧化钛在医院污水净化处理中技术要求19-20
• 1.4 光催化氧化反应动力学模型20-22
• 1.4.1 光催化氧化反应动力学模型20-22
• 1.4.2 量子产率与能量消耗22
• 1.5 光催化氧化反应动力学影响因素及研究进展22-27
• 1.5.1 晶型与粒径22-23
• 1.5.2 复合与掺杂23-24
• 1.5.3 光强与光照时间24
• 1.5.4 催化剂用量及存在方式24-25
• 1.5.5 细菌浓度及种类25-26
• 1.5.6 温度与pH26
• 1.5.7 离子与溶解氧26-27
• 1.5.8 反应体系中其他有机、无机物质存在27
• 1.6 本课题的研究思路及主要内容27-29
• 2. TiO_2光催化材料性能表征及光催化杀菌实验29-37
• 2.1 TiO_2光催化材料性能表征29-32
• 2.1.1 纳米粉体的制备29
• 2.1.2 TiO_2光催化材料的物性分析29-31
• 2.1.3 粉体的筛选31
• 2.1.4 TiO_2颗粒制备31-32
• 2.2 光催化氧化杀菌实验32-37
• 2.2.1 实验仪器与药品32
• 2.2.2 光催化反应装置32-33
• 2.2.3 光催化材料33
• 2.2.4 光催化实验所用菌液33-34
• 2.2.5 活菌计数实验34-36
• 2.2.6 光催化实验步骤36-37
• 3. 纳米TiO_2杀菌实验结果与讨论37-50
• 3.1 粉体材料的光净化影响因素37-46
• 3.1.1 粒径的影响37-38
• 3.1.2 粉体超声处理的影响38-39
• 3.1.3 光对细菌的杀灭39-40
• 3.1.4 pH 的影响40-41
• 3.1.5 催化剂浓度的影响41-43
• 3.1.6 光照强度与时间的影响43-44
• 3.1.7 细菌种类和浓度的影响44-46
• 3.2 颗粒材料的光净化影响因素46-48
• 3.2.1 颗粒多孔吸附性的影响46-47
• 3.2.2 颗粒材料循环再生实验47-48
• 3.3 光催化材料用于医院废水杀菌的效果与评价48-50
• 4. 论文总结50-51
• 4.1 结论50
• 4.2 论文的创新点50-51
• 5. 研究展望51-52
• 参考文献52-56
• 声明56-57
• 作者攻读硕士学位期间发表的文章57-58
• 致谢58

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