1、改性二氧化鈦催化降解有機氟廢水的研究改性二氧化鈦催化降解有機氟廢水的研究主要主要內內容：容：一、選題背景及依據一、選題背景及依據有機氟染料有機氟藥物有機氟涂料有機氟材料一、選題依據一、選題依據1、有機氟的污染途徑 氟代有機物的生產 合成過程的三廢排放 氟代產品的再生產和直接使用過程2、有機氟的危害 有機氟的高脂溶性和持久的抗降解性使其很容易通過生物濃縮作用人體在脂肪組織中積累，對人體健康極為有害, 主要表現為：抑制酶活性、影響能量傳遞、破壞細胞膜等, 從而誘發癌癥、肝腫大等疾病。 氟原子的范德華半徑小 , 電負性強, 這使得碳氟鍵能很大(485 KJ/mol)，這使得氟代有機物具有很好的穩定性

2、。 TiO2光催化法降解廢水作為一種極具前景的廢水凈化技術，具有以下優點： 光催化劑自身無毒、無害、無腐蝕性 可反復使用 可將有機污染物完全礦化成H2O和無機離子，無二次污染二、國內外研究現狀二、國內外研究現狀1、有機氟的降解 混合菌培養降解缺點：會產生有毒中間產物，會抑制微生物生長和酶的 活性，從而使微生物降解作用受到限制 厭氧好氧相結合的一種兩級生物處理工藝缺點：難于控制厭氧還原脫鹵的程度使其產物能在后續的反應中被有效的好氧礦化2、 TiO2光催化應用范圍 最為廣泛的應用是廢水中有機物的降解，主要有以下幾個方面： 染料 農藥廢水 表面活性劑 氯代物和芳香類化合物3、TiO2結構和組成改性

3、減小晶粒尺寸 TiO2粒徑尺寸到納米數量級時，半導體光催化效率會顯著提高 過渡金屬離子摻雜 可使TiO2的吸收波長向可見光去移動 非金屬離子摻雜 Br和Cl與TiO2摻雜可顯著提高TiO2光催化活性能，但對于I元素摻雜尚少報道。 4、納米二氧化鈦的制備 固相法固相法 液相法液相法 水熱法水熱法 三、研究預期目標三、研究預期目標 用水熱法在不同溫度條件制備系列不同碘摻雜量的 ITiO2光催化劑。 在紫外光照下，以1,1,2-三氟三氯乙烷為標準反應物，考察ITiO2的液相光催化性能，并確定多種因素影響下的最佳處理實驗條件。 利用最佳條件對有機氟廢水進行處理。1、碘摻雜二氧化鈦的制備 將一定量的碘酸

4、鉀加入到 75ml 去離子水中，待溶解完全后往其中加入所需比例的硫酸鈦,硫酸鈦與碘酸鉀的摩爾比分別為 11，21，31，超聲混合均勻得到白色漿狀液體，用磁力攪拌器攪拌 8 個小時后放入高壓水熱反應釜中水熱 24 小時。 上步產物放入 60 烘箱中烘干過夜。烘干后的產物于空氣氣氛不同溫度（200、300）下熱處理 3h，升溫速率為 3/min。制得 I/ TiO2光催化劑，分別記為 IT200，IT300。2、碘摻雜二氧化鈦的制備流程圖3、碘摻雜二氧化鈦的光催化性能研究碘摻雜二氧化鈦的光催化性能研究 研究以批處理法進行，以自然光為對照。控制條件為單因素，設定因素如下：3個梯度的催化劑投加量（0.

5、5g/L、1g/L、2g/L），實驗設5個溫度（20、30、40、50、60），6個pH（pH=1、2、3、4、5、6），5個照射時間（0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h），5個光照強度（12cm、17cm、22cm、27cm、32cm），有機氟濃度（有機氟體積：水體積=1:60、1:80、1:100），2個攪拌速度（攪拌、不攪拌），每個處理設2個重復，進行有機氟廢水降解實驗。步驟如下： 首先以pH為變量，控制其他因素分別為：催化劑投加量1g/L，溫度40，照射時間2h，光照強度22cm，有機氟濃度1:80，攪拌的條件下，根據F-113降解效率，選出最佳pH。 在最佳pH的條件下，以反應

6、溫度為變量，其他因素不變，根據F-113降解效率，選出反應溫度，其他因素最佳值的選擇按此法依次類推。 將得到的各因素最佳反應條件左右各增加一個水平，根據L18（37）正交表安排實驗，得到碘摻雜二氧化鈦的最佳反應條件。 利用最佳條件對有機氟廢水進行處理。4、實驗裝置圖 用制備好的系列 ITiO2光催化劑，與有機氟廢水按一定比例混合，置于300W高壓汞燈下照射，用磁力攪拌器攪拌溶液，進行降解反應。5、總流程圖五、五、 1、創新點 目前國內外對光催化劑二氧化鈦改性方法有很多，報道顯示鹵素離子摻雜可顯著提高二氧化鈦的光催化活性，但對于碘元素的摻雜尚少有報道，同時有機物的降解研究和光催化研究雖取得一定成

7、果，但在光催化降解有機氟物研究報道很少。本實驗重點在于研究在不同碘摻雜量和烘焙溫度下二氧化鈦對有機氟的降解效率，并以此來表征碘摻雜二氧化鈦的光催化性能，并為當前含氟有機物難降解提供參考。2、實驗中可能遇到的問題 試驗工作量很大，需要大量的時間投入。 二氧化鈦易沉淀，使得每次取樣測量時二氧化鈦與水比例變化，導致測量結果有誤差。 在控制溫度為變量時，反應中水分蒸發快，使得二氧化鈦投加量變化，給實驗帶來誤差。 工業廢水中雜質離子太多，試驗中不確定因素太多，一些未知離子因素可能對實驗造成影響。 光催化活性與有機物結構有關，廢水有機氟種類多，有可能最終確定的最佳條件對廢水處理結果不穩定。六、六、1、實驗

8、進度安排 2011.082011.11 查閱文獻、設計試驗方案、準備試驗材料，預作 2011.112011.12 開題論證，確定試驗方案。 2012.012012.04 完成二氧化鈦的碘摻雜改性 2012.042012.08 完成紫外光催化對1,1,2-三氟三氯乙烷降解的研究 2012.082013.02 完成有機氟廢水降解的研究 2013.032013.05 整理數據、論文寫作2、（1）分析檢測費用： 4000元（2）購買試劑費用： 3000元（3）查閱文獻復印費： 500元（4）論文打印、答辯費： 1000元（5）合計： 8500元不足之處，請老師批評指正！不足之處，請老師批評指正！主要主要內內容：容：二、國內外研究現狀二、國內外研究現狀1、有機氟的降解 混合菌培養降解缺點：會產生有毒中間產物，會抑制微生物生長和酶的 活性，從而使微生物降解作用受到限制 厭氧好氧相結合的一種兩級生物處理工藝缺點：難于控制厭氧還原脫鹵的程度使其產物能在后續的反應中被有效的好氧礦化2、 TiO2光催化應用范圍 最為廣泛的應用是廢水中有機物的降解，主要有以下幾個方面： 染料 農藥廢水