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脱硫BiVO_4制备与其光催化氧化脱硫大专

收藏本文 2024-03-21 点赞:6344 浏览:20865 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着人们环保意识的逐渐加强,燃料油中含硫化合物的脱除越来越受到人们的重视,由此,各国学者在积极地探讨具有前景的脱硫技术。光催化氧化脱硫技术具有反应条件温和,工艺简单,脱硫效果好等特点,成为近年来最有进展潜力的深度脱硫策略,而该技术的核心是设计合成具有可见光响应活性的光催化剂。本探讨以燃料油中的特点硫化物-噻吩的脱除为关键不足,设计合成了不同形貌的、具有可见光响应的新型复合超细无机盐BiVO_4光催化剂,系统的探讨了:1水热反应条件-水热温度、前驱体的pH、反应时间对复合无机盐BiVO_4光催化剂的物相组成、形貌、光吸收特性及吸附性能的影响。采取进行X-射线衍射粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射(DRS)和低温氮吸附等表征手段对其结构性质进行了表征。2将合成的复合无机盐BiVO_4作为光催化剂运用于模拟汽油脱硫中,以氧气为氧化剂,金卤灯作为可见光光源,讨论了光照时间、通气量、催化剂用量等因素对光催化活性的影响,并通过响应曲面法对其进行优化。结果表明,在催化剂用量为1mg/mL,通气量为200mL/min,光照时间为2.5h时,可将硫含量为500μg/g降到70μg/g以下,脱硫率达86%,硫含量排放达到我国标准。3建立了BiVO_4光催化剂氧化噻吩的动力学模型,用微分法确定了BiVO_4光催化氧化噻吩为表观一级动力学反应,拟合出的线性方程计算得BiVO_4光催化氧化噻吩(优惠工艺条件下)的动力学常数k值约为0.5505min-1。4为了有效的抑制BiVO_4光催化剂的光生电子-空穴对的复合,对合成的单斜晶相BiVO_4光催化剂进行金属掺杂改性,探讨了合原因素对光催化剂物理结构的影响;在光催化剂的有着下,采取可见光照射模拟含硫燃料油,讨论了反应工艺条件对脱硫率的影响。本工作对BiVO_4光催化剂的可控合成和改性探讨有一定指导作用,并为其实际运用提供了可靠的论述参考价值。关键词:BiVO_4论文Ag-BiVO_4论文光催化氧化论文脱硫论文

    摘要3-4

    Abstract4-9

    第一章 序言9-17

    1.1 FCC 汽油脱硫探讨近况9-10

    1.2 汽油中含硫化合物的类型及含量10

    1.3 FCC 汽油脱硫探讨近况10-13

    1.3.1 加氢脱硫11

    1.3.2 生物脱硫11

    1.3.3 萃取脱硫11

    1.3.4 吸附脱硫11

    1.3.5 氧化脱硫11-12

    1.3.6 光催化氧化脱硫12-13

    1.4 半导体光催化技术的运用13-14

    1.5 影响半导体光催化活性的因素14-15

    1.5.1 内部因素14

    1.5.2 外部因素14-15

    1.6 催化剂的制备策略及探讨近况15

    1.7 BiVO_4的晶体结构15-16

    1.8 本实验的探讨作用16-17

    第二章 水热法制备 BiVO_4917-30

    2.1 前言17

    2.2 BiVO_4的制备17-19

    2.2.1 主要仪器17-18

    2.2.2 主要试剂18

    2.2.3 催化剂的制备18-19

    2.3 催化剂的表征19

    2.3.1 XRD 表征19

    2.3.2 SEM 浅析19

    2.3.3 UV-Vis 浅析19

    2.3.4 孔径分布和比表面积浅析19

    2.4 结果与讨论19-27

    2.4.1 合成温度对 BiVO_4物理化学结构的影响19-22

    2.4.2 反应时间对 BiVO_4物理化学结构的影响22-24

    2.4.3 前躯体 pH 对 BiVO_4物理化学结构的影响24-26

    2.4.4 BiVO_4对 N2的吸附-脱附性能26-27

    2.5 结论27-30

    第三章 BiVO_4 光催化氧化脱硫的探讨30-46

    3.1 引言30

    3.2 实验部分30-31

    3.2.1 实验试剂与仪器30

    3.2.2 实验策略30-31

    3.3 结果与讨论31-44

    3.3.1 光源的选择31-32

    3.3.2 水热合成温度和晶型对脱硫率的影响32-33

    3.3.3 水热合成时间对脱硫率的影响33-34

    3.3.4 催化剂加入量对脱硫率的影响34-35

    3.3.5 氧化剂的类型及用量对脱硫率的影响35-37

    3.3.6 BiVO_4光催化氧化脱硫原理探讨37-38

    3.3.7 BiVO_4光催化氧化噻吩动力学探讨38-39

    3.3.8 曲面响应法优化反应条件39-44

    3.3.8.1 响应曲面法设计实验结果39-40

    3.3.8.2 建立模型方程及显著性检验40-42

    3.3.8.3 响应曲面浅析42-44

    3.4 BiVO_4利用寿命浅析44-45

    3.5 小结45-46

    第四章 Ag-BiVO_4的制备及其光催化氧化脱硫探讨46-61

    4.1 引言46

    4.2 实验部分46-48

    4.2.1 主要试剂及规格46-47

    4.2.2 主要仪器及型号47

    4.2.3 Ag-BiVO_4的制备及表征47-48

    4.2.4 光催化氧化脱硫实验48

    4.3 实验结果及讨论48-59

    4.3.1 光源的选择48-49

    4.3.2 掺杂量对脱硫率的影响49-51

    4.3.3 通气量对脱硫率的选择51-52

    4.3.4 催化剂用量对脱硫率的选择52

    4.3.5 曲面相应优化反应条件52-58

    4.3.5.1 响应曲面法设计实验结果53-54

    4.3.5.2 建立模型方程及显著性检验54-56

    4.3.5.3 响应曲面浅析56-58

    4.3.6 BiVO_4光催化氧化噻吩动力学探讨58-59

    4.4 Ag-BiVO_4利用寿命浅析59-60

    4.5 结论60-61

    第五章 总结与展望61-63

    5.1 总结61-62

    5.2 展望62-63

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