微波液相沉积法低温制备竹基聚氨酯负载TiO2/Cu2O及其应用基础研究

基本信息
批准号:31660179
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:35.00
负责人:柴希娟
学科分类:
依托单位:西南林业大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:吴春华,田珩,秦磊,秦永剑,卢宇晗,康佳,缪正调
关键词:
自由基低温制备TiO2/Cu2O竹基聚氨酯泡沫•OH微波液相沉积法
结项摘要

Aim at the subsequent high temperature heat treatment defects in preparation process of Cu2O/TiO2 composite materials, powder photocatalytic materials easy to loss,difficult to recycle, combine the green character of bamboo based polyurethane foam and previous research basis, this project will prepare TiO2/Cu2O composite material loaded on bamboo based polyurethane foam (abbreviated: TiO2/Cu2O/BPU) via microwave assisted liquid phase codeposition method at lower temperature to broad its application in heat resistant base material and to improve its recycle character. Contents include:1) Reveal the key factors controlling the phase structure of TiO2/Cu2O via XRD、SEM, and screen the optimization composite technology and process parameters; 2) Speculate the compound growth mechanism of TiO2/Cu2O by tracking analysis crystal growth characteristics of optimization TiO2/Cu2O intermediates. 3) Speculate the composite photocatalytic degradation mechanism of the optimal TiO2/Cu2O/BPU by tracking the intermediate producing in depredating phenol and methylene blue process by GC/MS. 4)With the phthalic acid as • OH capture agent, explore the kinetics of • OH free radicals, which is the radicals key active species in photocatalytic degradation process. The completion of the project will provide a kind of lower temperature technology based microwave and related theory for preparing TiO2/Cu2O with high catalytic activity and easy to recycle. And the research will lay theoretical foundation for the industrial application of photocatalytic technology in the field of organic pollutant control aspects.

针对传统光催化剂制备中需后续高温热处理的缺陷及应用中易流失难回收的难题,结合竹基聚氨酯的绿色性及前期研究基础,项目拟在保持粉体光催化剂高活性的前提下,采用微波液相沉积法在低温环境下制备竹基聚氨酯负载TiO2/Cu2O光催化材料(TiO2/Cu2O/BPU),扩宽其在耐热性差基材上的应用,提高回收利用率。内容包括:1)通过XRD、SEM等分析TiO2/Cu2O的晶体特征,揭示其关键控制因子,筛选优化工艺参数;2)跟踪不同阶段择优TiO2/Cu2O中间体的晶体生长特征,推测其复合生长机制;3)采用GC/MS跟踪TiO2/Cu2O/BPU降解苯酚、亚甲基蓝的中间产物,推测其复合降解机理;4)以苯二甲酸为•OH捕获剂,探究光催化关键活性物种•OH自由基的生成动力学。项目将提供一种低温制备易回收、活性高的负载型TiO2/Cu2O的微波法工艺及相关生长和降解机理,为其在有机污染物治理中的应用奠定基础。

项目摘要

针对传统光催化剂制备中需后续高温热处理的缺陷及应用中易流失难回收的难题,结合竹基聚氨酯的绿色性及前期研究基础,项目在保持粉体光催化剂高活性的前提下,采用液相沉积法在低温环境下制备了竹基聚氨酯负载TiO2/Cu2O光催化材料(TiO2/Cu2O/BPU),并对其进行了系统研究。获得了微波液相沉积法低温制备Cu2O 及低温液相法制备多孔锐钛型TiO2的优化工艺参数。再此基础上择优选取了液相依次沉积法作为TiO2/Cu2O的制备工艺,同时考察了Cu2O负载量对TiO2/Cu2O性能的影响。通过分析不同条件下TiO2和Cu2O生长机制,获得了TiO2/Cu2O的复合生长机制。同时通过自由基捕获研究及TiO2/Cu2O光催化有机污染物中关键活性物种·OH自由基的生成动力学研究,阐明了TiO2/Cu2O的复合催化降解机理。考察了负载型TiO2/Cu2O/BPU中BPU孔径和TiO2/Cu2O负载量对其光催化性能的影响,得出了优化的BPU孔径值和TiO2/Cu2O负载量,同时考察了其循环利用情况。项目的开展提供一种低温制备易回收、活性高的负载型TiO2/Cu2O的工艺及相关生长和降解机理,为其在有机污染物治理中的应用奠定基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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