Гетерогенная фотокаталитическая окислительная деструкция углеродсодержащих соединений на чистом и платинированном диоксиде титана

Гетерогенная фотокаталитическая окислительная деструкция углеродсодержащих соединений на чистом и платинированном диоксиде титана

Автор: Воронцов, Александр Валерьевич

Шифр специальности: 02.00.15

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2009

Место защиты: Новосибирск

Количество страниц: 317 с. ил.

Артикул: 4388736

Автор: Воронцов, Александр Валерьевич

Стоимость: 250 руб.

Гетерогенная фотокаталитическая окислительная деструкция углеродсодержащих соединений на чистом и платинированном диоксиде титана  Гетерогенная фотокаталитическая окислительная деструкция углеродсодержащих соединений на чистом и платинированном диоксиде титана 

1.1. Обзор литературных данных.
1.1.1. Свойства диоксида титана
1.1.2. Способы приготовления диоксида титана.
1.1.2.1. Промышленные методы приготовления.
1.1.2.2. Лабораторные способы приготовления
1.1.3. Зависимость свойств диоксида титана от способа приготовления
1.1.3.1. Влияние способа приготовления на фазовый состав.
1.1.3.2. Влияние способа приготовления на морфологию частиц
1.1.3.3. Влияние способа приготовления на состав поверхности.
1.1.4. Факторы, определяющие фотокаталитическую активность ТЮ2.
1.1.4.1. Влияние фазового состава на фотокаталитическую активность.
1.1.4.2. Влияние морфологии частиц на фотокаталитическую активность
1.1.4.3. Влияние состояния поверхности на фотокаталитическую активность.
1.1.5. Заключение литературного обзора.
1.2. Экспериментальная часть.
1.2.1. Приготовление фотокатализаторов.
1.2.2. Характеризация катализаторов
1.2.3. Испытания активностей.
1.2.4. Расчет квантовых выходов и квантовых эффективностей.
1.3. Результаты и обсуждение.
1.3 Л. Закономерности влияния способа приготовления на активность ТЮ2
1.3.2. Влияние осаждения ТС1.1 и температуры прокаливания на активность ТЮ2.
1.3.3. Корреляция спектров диффузного отражения и фотокаталитической активности.
1.3.4. Влияние условий гидротермальной обработки на морфологию и фотокаталитическую активность ТЮ2
1.3.4.1. Влияние концентрации ТЮБС
1.3.4.2. Влияние концентрации серной кислоты.
1.3.4.3. Влияние гидротермальной обработки.
1.3.4.4. Влияние природы добавляемой кислоты.
1.3.5. Корреляция фотокаталитической активности и морфологии ТЮ2.
1.4. Заключение главы
Глава 2. Влкшшс добавок платины на фотокаталитическую активность диоксида титана
2.1. Обзор литературных данных.
2.1.1. Способы нанесения платины на диоксид титана.
2.1.2. Зависимость свойств систем с нанесенной платиной от способа нанесения
2.1.2.1. Площадь поверхности.
2.1.2.2. Степень окисления платины.
2.1.2.3. Размер частиц платины.
2.1.3. Связь физикохимических и фотокаталитических свойств платинированного диоксида титана.
2.1.3.1. Влияние характеристик ТЮ2 на активность.
2.1.3.2. Влияние содержания платины на активность
2.1.3.3. Связь степени окисления платины и фотокаталитической активности
Р1ТЮ2.
2.1.4. Причины влияния платины на фотокаталитическую активность
2.1.4.1. Изменение адсорбционных свойств катализатора
2.1.4.2. Усиление разделения фотогенерироваиных носителей зарядов
2.1.4.3. Темповой катализ на частицах платины
2.1.4.4. Фо гокаталитическис реакции на поверхности Р1.
2.1.4.5. Возникновение дополнительных маршрутов реакций
2.1.5. Заключение литературного обзора.
2.2. Экспериментальная часть.
2.2.1. Приготовление фотокатализаторов.
2.2.2. Характеризация катализаторов
2.3. Результаты и обсуждение.
2.3.1. Влияние формы фотоосаждснной платины на фотокаталитическую активность в газовой фазе.
2.3.2. Сравнение газофазной активности фотохимически и химически платинированного ТЮ2
2.3.3. Влияние платинирования на окисление фенола в жидкой фазе
2.3.3.1. УП платины и размер частиц
2.3.3.2. Фотокаталитическое окисление фенола на Р1УНК
2.3.3.3. Фотокаталитическое окисление фенола на РЭ
2.3.4. Влияние платинирования на окисление ДММФ в жидкой фазе
2.4. Заключение главы.
Глава 3. Кинетика ФК окислении на ТЮ2 и ПТЮг в газовой фазе.
3.1. Обзор литературных данных.
3.1.1. Маршруты ФК окисления простых углеродсодержащих веществ в
газовой фазе.
3.1.2. Кинетические зависимости ФК окисления.
3.1.2.1. Влияние концентрации субстрата
3.1.2.2. Описание кинетических кривых в статических системах.
3.1.2.3. Влияние концентрации кислорода
3.1.2.4. Влияние концентрации паров воды.
3.1.2.5. Влияние температуры.
3.1.2.6. Влияние интенсивности облучения.
3.1.2.7. Кинетика дезактивации фотокатализатора
3.1.2.8. Влияние добавок окислителей.
3.1.3. Кинетические модели ФК окисления
3.1.4. Механизмы ФК окисления
3.1.5. Заключение литературного обзора.
3.2. Экспериментальная часть.
3.2.1. Катализаторы и реагенты.
3.2.2. Реакционные системы.
3.2.2.1. Статические системы.
3.2.2.2. Проточная система.
3.2.2.3. Проточноциркуляционная система.
3.2.3. Химический анализ.
3.2.4. Расчет скоростей и квантовых характеристик
3.3. Результаты и обсуждение.
3.3.1. Фотокаталитическое окисление простых органических веществ в статической системе
3.3.2. Влияние адсорбции на ФК окисление в статической системе.
3.3.2.1. Построение модели.
3.3.2.2. Влияние площади неосвещенной поверхности на кинетические кривые
3.3.2.3. Аппроксимация кинетических кривых уравнением ЛэнгмюраХиншельвуда
3.3.2.4. Оптимальные значения площади неосвещенной поверхности фотокатализаторов
3.3.3. Фотокаталитическое окисление СО в проточноциркуляционной системе
3.3.3.1. Чистый диоксид титана.
3.3.3.2. Платинированный диоксид титана
3.3.4. Сравнение кинетики окисления этанола в статическом реакторе на
чистом и платинированном диоксиде титана.
3.3.5. Фотокаталитическое окисление ацетона в проточноциркуляционной системе на чистом диоксиде титана
3.3.6. Окисление ацетона на платинированном диоксиде гитана
3.3.7. Окисление этанола на чистом и платинированном диоксиде титана
3.3.8. Влияние перекиси водорода на ФК окисление
3.3.8.1. Окисление фенола.
3.3.8.2. Окисление ацетона.
3.3.8.3. Окисление бензола
3.4. Заключение главы
Глава 4. Фотокаталитическое окисление сераорганнческих веществ
4.1. Обзор литературных данных
4.1.1. Свойства восстановленных соединений серы.
4.1.2. Продукты ФК разрушения
4.1.2.1. Ароматические сульфиды.
4.1.2.2. Алифатические соединения серы.
4.1.2.3. Пестициды.
4.1.3. Скорость ФК окисления
4.1.3.1. Реакции в жидкой фазе
4.1.3.2. Реакции в газовой фазе.
4.1.3.3. Дезактивация и регенерация катализаторов
4.1.3.4. Роль фотохимических реакций
4.1.4. Заключение литературного обзора
4.2. Экспериментальная часть.
4.2.1. Материалы
4.2.2. Реакционные системы
4.2.2.1. Газовая фаза
4.2.2.2. Жидкая фаза
4.2.3. Химический анализ.
4.2.3.1. Хроматографический анализ
4.2.3.2. Инфракрасная спектроскопия
4.2.3.3. Прочие методы анализа.
4.2.4. Оценка квантовой эффективности
4.3. Результаты и обсуждение.
4.3.1. Фотокаталитическое окисление диэтилсульфида
4.3.1.1. Реактор с малым временем контакта
4.3.1.2. Реактор с большим временем контакта.
4.3.2. Фотокаталитическое окисление 2хлорэтилэгилсульфида.
4.3.3. Окисление 2фснстил2хлорэтилсульфида
4.3.3.1. Реакции в жидкой фазе.
4.3.3.2. Реакции в газовой фазе
4.3.4. Фотокаталитическое окисление 2Ыбутиламинэтантиола.
4.3.4.1. Маршруты ФС окисления
4.3.4.2. Кинетические закономерности окисления БАЭТ
4.3.5. Окисление органического тиосульфоната.
4.3.6. Фотокаталитическое окисление ЦФНС.
4.4. Заключение главы
Глава 5. Газофазные фотокагалитнческие реакторы
5.1. Обзор литературных данных.
5.1.1. Статические реакторы.
5.1.1.1. Однокамерные реакторы.
5.1.1.2. Рециркуляционные реакторы
5.1.2. Проточные реакторы
5.1.2.1 Традиционные реакторы
5.1.2.2. Кольцевые реакторы
5.1.2.3. Проточноциркуляционные реакторы
5.1.2.4. Реакторы с псевдоожиженным слоем фотокатализатора.
5.1.2.5. Тонкослойные реакторы.
5.1.2.6. Реакторы специальной формы
5.1.3. Полупромышенные рсакгоры
5.1.4. Заключение литературного обзора.
5.2. Результаты и обсуждение.
5.2.1. Статические реакторы
5.2.2. Проточные реакторы
5.2.2.1. Кольцевые реакторы
5.2.2.2. Реактор с виброожиженным слоем катализатора.
5.2.2.3. Спиральный реактор
5.2.3. Промышленно выпускаемые реакторы
5.3. Заключение главы
ВЫВОДЫ.
Благодарности
Список литературы


Синтезированный из i с прокачиванием ч при 0С порошок анатазного ТЮг, содержащий кристаллиты размером нм, показал высокую скорост ь ФК окисления красите метиленового голубого
Более крупные частицы ТЮ2 необходимы для жидкофазного ФК окисления, вероятно, вследствие ограничений на транспорт реагентов в порах. При фотокаталитическом окислении с участием растворенного кислорода его концентрация обычно не превышает I мМ, тогда как концентрация окисляемого вещества может быгь намного больше. Органичсния на транспорт кислорода могут приводить к наблюдаемой зависимости скорости окисления муравьиной кислоты от температуры прокаливания. При окислении в кислородной среде скорость окисления растег с повышением температуры прокачивания до С. Это соответствует размерам частиц нм. При декарбоксилировании уксусной кислоты в отсутствие кислорода скорость реакции максимальна на непрокаленном ТЮг, имеющем размер частиц нм . Фотокаталнтическое окисление фенола в аэрированной водной суспензии Т1О2 проходило с наибольшей скоростью на образцах ТЮ2 с размером частиц нм. Этот диапазон размеров соответствует температурам прокаливания С , 5. Однако в случае ТЮг, синтезированного из ТЮСЬ, и перекиси водорода в качестве окислителя наибольшая скорость окисления фенола наблюдалась при размерах частиц 0 нм. Таким образом, в реакциях жидкофазного окисления оптимальный размер частиц находится в пределах 0 нм. Присутствие примесей может оказывать как отрицательное, так и положительное влияние на фотокаталитическую активность. Считается, что присутствующие на поверхности чистого Т1О2 гидроксильные группы необходимы для разделения фотогенерированных зарядов. Скорость и количество фотоадсорбции кислорода уменьшается при удалении гидроксильных групп прокаливанием или замещением на С1 5. Регидратация поверхности ведет к восстановлению скорости фотоадсорбции кислорода 8. С. Скорость ФК окисления этана показывает такой же максимум. Причем изотопный обмен кислорода останавливается до тех пор, пока не будет израсходован окисляемый СО 6. Это свидетельствует об общих интермедиатах обеих реакций. Исследование образцов с разным содержанием гидроксильных групп установило, что фотогенерированные дырки и электроны захватываются разными центрами, причем на прокаленных образцах электроны захватываются объемными центрами 7. Это ведет к уменьшению скорости переноса электрона на адсорбированные частицы, т. При измерениях фотокаталитической активности образцов ТЮг с разным содержанием гидроксильных групп было обнаружено, что активность растет только до определенного количества гидроксильных групп 8. Аналогично было найдено, что гидротермально обработанный гПОг с большим количеством гидроксильных групп менее активен, чем аналогичный прокаленный ТЮг. Следует, однако, отметить, что гидротермально обработанный ТЮг содержал не только большее количество гидроксильных групп, но и большее количество дефектов 5, что и могло приводить к меньшей фотокаталитической активности в окислении трихлорэтилена. Допирование натрием приводит к снижению фотокаталитической активности, причем обработка 1 М гидрооксидом натрия снижает активность до нуля, а обработка 1 М КаМОз снижает активность на 9. Введение примсссй лантаноидов лантана и иттрия в количестве 0, может повышать фотокаталитическую активность ТЮг 0, 1. Положительное влияние лантаноидов связано с подавлением роста размеров кристаллитов анатаза при синтезе ТЮг и повышением констант адсорбции реагирующих веществ. Допирование ионами Ве2 также может приводить к повышению активности, что наблюдали в реакции выделения водорода 2. Добавление циркония к ТЮг может увеличивать сю фотокаталитическую активность 2. Сульфатирование поверхности ТЮг значительно увеличивает фотокаталитическую активность. Существуют два метода сульфатирования. При высокотемпературном сульфатировании образцы аморфного или кристаллического ТЮг выдерживают в Нг4, сушат и прокаливают , 9, 3. При низкотемпературном сульфатировании образцы обрабатывают в растворе ИгБОь промывают и сушат 4.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.217, запросов: 121