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smt毕业论文

时间:2017-06-01 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

篇一:毕业论文smt工艺论文

第一章 SMT的表面贴装工艺

第一节 概述

概述

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SMT就是表面组装技术(Surface Mounted Technology的缩写),是目前电子组装行

业里最流行的一种技术和工艺。

1.SMT有何特点:

◎组装密度高、电子产品体积小、重量轻,贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的

1/10左右,一般采用SMT之后,电子产品体积缩小40%~60%,重量

减轻60%~80%。

◎可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。

◎高频特性好。减少了电磁和射频干扰。

◎易于实现自动化,提高生产效率。降低成本达30%~50%。 节省材料、能源、设备、人

力、时间等。

2.为什么要用SMT:

◎电子产品追求小型化,以前使用的穿孔插件元件已无法缩小

◎电子产品功能更完整,所采用的集成电路(IC)已无穿孔元件,特别是大规模、高集成

IC,不得不采用表面贴片元件。

◎产品批量化,生产自动化,厂方要以低成本高产量,出产优质产品以迎合顾客需求及加

强市场竞争力

◎电子元件的发展,集成电路(IC)的开发,半导体材料的多元应用

◎电子科技革命势在必行,追逐国际潮流

3.SMT有关技术组成:

◎ 电子元件、集成电路的设计制造技术

◎ 电子产品的电路设计技术

◎ 电路板的制造技术

◎ 自动贴装设备的设计制造技术

◎ 电路装配制造工艺技术

◎ 装配制造中使用的辅助材料的开发生产技术

4.SMT 的基本知识:

◎ 一般来说,SMT车间规定的温度为25±3℃;

◎ 锡膏印刷时,所需准备的材料及工具锡膏、钢板﹑刮刀﹑擦拭纸、无尘纸﹑清洗剂﹑搅

拌刀;

◎ 一般常用的锡膏合金成份为Sn/Pb合金,且合金比例为63/37;

◎ 锡膏中主要成份分为两大部分锡粉和助焊剂。

◎ 助焊剂在焊接中的主要作用是去除氧化物﹑破坏融锡表面张力﹑防止再度氧化。

◎ 锡膏中锡粉颗粒与Flux(助焊剂)的体积之比约为1:1, 重量之比约为9:1;

◎ 锡膏的取用原则是先进先出;

◎ 锡膏在开封使用时,须经过两个重要的过程回温﹑搅拌;

◎ 钢板常见的制作方法为:蚀刻﹑激光﹑电铸;

◎ 零件干燥箱的管制相对温湿度为 < 10%;

◎ 常用的SMT钢板的材质为不锈钢;

◎ 常用的SMT钢板的厚度为0.15mm(或0.12m;

◎ 5S的具体内容为整理﹑整顿﹑清扫﹑清洁﹑素养;

◎ QC七大手法中鱼骨查原因中4M1H分别是指(中文): 人 ﹑机器﹑物料﹑方法﹑环境

◎ 锡膏的成份包含:金属粉末﹑溶济﹑助焊剂﹑抗垂流剂﹑活性剂﹔按重量分﹐金属粉

末占85-92%﹐按体积分金属粉末占50%﹔其中金属粉末主要成份为锡和铅, 比例为63/37﹐

熔点为183℃;

◎ 锡膏使用时必须从冰箱中取出回温, 目的是:让冷藏的锡膏温度回复常温﹐以利印如

果不回温则在PCBA进Reflow后易产生的不良为锡珠;

◎SMT的PCB定位方式有:真空定位﹑机械孔定位﹑双边夹定位及板边定位;

◎ QC七大手法中, 鱼骨图强调寻找因果关系;

◎ RSS曲线为升温→恒温→回流→冷却;

◎ 锡膏成份中锡粉与助焊剂的重量比和体积比正确的是90%:10% ,50%:5

◎ 常用的MARK形状有:圆形,“十”字形 ﹑正方形,菱形,三角形,万字

◎ SMT零件维修的工具有:烙铁﹑热风拔取器﹑吸锡枪,镊子;

◎ 高速贴片机可贴装电阻﹑电容﹑ IC﹑.晶体管;

◎ 贴片机应先贴小零件,后贴大零件;

第二节SMT基本工艺构成

SMT 基本工艺构成:

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1.基本工艺构成要素:

丝印(或点胶)--> 贴装 --> (固化) --> 回流焊接 --> 清洗 --> 检测

--> 返修

丝印:其作用是将焊膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上,为元器件的焊接做准备。所用设

备为丝印机(丝网印刷机),位于SMT生产线的最前端。

点胶:它是将胶水滴到PCB的的固定位置上,其主要作用是将元器件固定到PCB板上。

所用设备为点胶机,位于SMT生产线的最前端或检测设备的后面。

贴装:其作用是将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上。所用设备为贴片机,

位于SMT生产线中丝印机的后面。

固化:其作用是将贴片胶融化,从而使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用

设备为固化炉,位于SMT生产线中贴片机的后面。

回流焊接:其作用是将焊膏融化,使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设

备为回流焊炉,位于SMT生产线中贴片机的后面。

清洗:其作用是将组装好的PCB板上面的对人体有害的焊接残留物如助焊剂等除去。所

用设备为清洗机,位置可以不固定,可以在线,也可不在线。

检测:其作用是对组装好的PCB板进行焊接质量和装配质量的检测。所用设备有放大镜、

显微镜、在线测试仪(ICT)、飞针测试仪、自动光学检测

(AOI)、X-RAY检测系统、功能测试仪等。位置根据检测的需要,可以配置在生产线合适的

地方。

返修:其作用是对检测出现故障的PCB板进行返工。所用工具为烙铁、返修工作站等。

配置在生产线中任意位置。

第三节 SMT生产工艺流程

SMT生产工艺流程:

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1. 表面贴装工艺

① 单面组装: (全部表面贴装元器件在PCB的一面)

来料检测 -> 丝印焊膏 -> 贴片 -> 回流焊接 ->(清洗)-> 检验 -> 返修

② 双面组装; (表面贴装元器件分别在PCB的A、B两面)

来料检测 -> PCB的A面丝印焊膏 -> 贴片 -> A面回流焊接 -> 翻板 -> PCB的B面丝印 膏-> 贴片 -> B面回流焊接 ->(清洗)-> 检验 -> 返修

2. 混装工艺

① 单面混装工艺: (插件和表面贴装元器件都在PCB的A面)

来料检测 -> PCB的A面丝印焊膏 -> 贴片 -> A面回流焊接 -> PCB的A面插件 -> 波峰

焊或浸焊 (少量插件可采用手工焊接)-> (清洗) -> 检验 -> 返修 (先贴后插)

② 双面混装工艺:

(表面贴装元器件在PCB的A面,插件在PCB的B面)

A. 来料检测 -> PCB的A面丝印焊膏 -> 贴片 -> 回流焊接 -> PCB的B面插件 -> 波峰焊

(少量插件可采用手工焊接) ->(清洗)-> 检验 -> 返修

B. 来料检测 -> PCB的A面丝印焊膏 -> 贴片 -> 手工对PCB的A面的插件的焊盘点锡膏

-> PCB的B面插件 -> 回流焊接 ->(清洗) -> 检验 -> 返修

(表面贴装元器件在PCB的A、B面,插件在PCB的任意一面或两面)

先按双面组装的方法进行双面PCB的A、B两面的表面贴装元器件的回流焊接,然后进行两

面的插件的手工焊接即可

第四节 SMT工艺设备

SMT工艺设备介绍:

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1. 模板:

首先根据所设计的PCB确定是否加工模板。如果PCB上的贴片元件只是电阻、电容且封

装为1206以上的则可不用制作模板,用针筒或自动点胶设备进行锡膏涂敷;当在PCB中含

有SOT、SOP、PQFP、PLCC和BGA封装的芯片以及电阻、电容的封装为0805以下的必须制作

模板。一般模板分为化学蚀刻铜模板(价格低,适用于小批量、试验且芯片引脚间

距>0.635mm);激光蚀刻不锈钢模板(精度高、价格高,适用于大批量、自动生产线且芯片

引脚间距<0.5mm)。对于研发、小批量生产或间距>0.5mm,我公司推荐使用蚀刻不锈钢模板;

对于批量生产或间距<0.5mm采用激光切割的不锈钢模板。外型尺寸为370*470(单位:mm),

有效面积为300﹡40(本文来自:WWw.DXF5.com 东 星 资 源 网:smt毕业论文)0(单位:mm)。

2.

其作用是用刮刀将锡膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上,为元器件的贴装做准备。所用设

备为手动丝印台(丝网印刷机)、模板和刮刀(金属或橡胶),位于SMT生产线的最前端。我

公司推荐使用中号丝印台(型号为EW-3188),精密半自动丝印机(型号为EW-3288)方法将

模板固定在丝印台上,通过手动丝印台上的上下和左右旋钮在丝印平台上确定PCB的位置,

并将此位置固定;然后将所需涂敷的PCB放置在丝印平台和模板之间,在丝网板上放置锡膏

(在室温下),保持模板和PCB的平行,用刮刀将锡膏均匀的涂敷在PCB上。在使用过程中

注意对模板的及时用酒精清洗,防止锡膏堵塞模板的漏孔。

3. 贴装:

其作用是将表面贴装元器件准确安装到PCB的固定位置上。所用设备为贴片机(自动、半自动或手工),真空吸笔或镊子,位于SMT生产线中丝印台的后面。 对于试验室或小批量我公司一般推荐使用双笔头防静电真空吸笔(型号为EW-2004B)。为解决高精度芯片(芯片管脚间距<0.5mm)的贴装及对位问题,我公司推荐使用半自动高精密贴片机(型号为EW-300I)可提高效率和贴装精度。真空吸笔可直接从元器件料架上拾取电阻、电容和芯片,由于锡膏具有一定的粘性对于电阻、电容可直接将放置在所需位置上;对于芯片可在真空吸笔头上添加吸盘,吸力的大小可通过旋钮调整。切记无论放置何种元器件注意对准位置,如果位置错位,则必须用酒精清洗PCB,重新丝印,重新放置元器件。

4. 回流焊接:

其作用是将焊膏熔化,使表面贴装元器件与PCB牢固钎焊在一起以达到设计所要求的电气性能并完全按照国际标准曲线精密控制,可有效防止PCB和元器件的热损坏和变形。所用设备为回流焊炉(全自动红外/热风回流焊炉,型号为EW-F540D),位于SMT生产线中贴片机的后面。

5. 清洗:

其作用是将贴装好的PCB上面的影响电性能的物质或焊接残留物如助焊剂等除去,若使用免清洗焊料一般可以不用清洗。对于要求微功耗产品或高频特性好的产品应进行清洗,一般产品可以免清洗。所用设备为超声波清洗机或用酒精直接手工清洗,位置可以不固定。

6. 检验:

其作用是对贴装好的PCB进行焊接质量和装配质量的检验。所用设备有放大镜、显微镜,位置根据检验的需要,可以配置在生产线合适的地方。

7. 返修:

其作用是对检测出现故障的PCB进行返工,例如锡球、锡桥、开路等缺陷。所用工具为智能烙铁、返修工作站等。配置在生产线中任意位置。

第五节 SMT辅助工艺

SMT辅助工艺:主要用于解决波峰焊接和回流焊接混合工艺

------------------------------------------------------------------------------- 作用是将红胶滴到PCB的的固定位置上,主要作用是将元器件固定到PCB上,一般用于PCB两面均有表面贴装元件且有一面进行波峰焊接。所用设备为点胶机(型号为TDS9821),针筒,位于SMT生产线的最前端或检验设备的后面。 其作用是将贴片胶受热固化,从而使表面贴装元器件与PCB牢固粘接在一起。所用设备为固化炉(我公司的回流焊炉也可用于胶的固化以及元器件和PCB的热老化试验),位于SMT生产线中贴片机的后面。

第二章SMT设备

第一节 印刷机

印刷机:将锡膏放在钢板上,用刮刀将锡膏漏印到PCB的焊盘上,为贴片做准备.

------------------------------------------------------------------------------- ㈠ 印刷机的型号:DEK、MPM。 (以下主介绍DEK)

㈡ DEK的外观介绍:

①触屏显示器:可用手指触摸屏幕上的相关处以执行相应的功能。

②JOG BUTTON:用以手动驱动执行相应的动作,当用此两键执行动作时,请注意屏幕上的提示。

③鼠标触屏:用手在屏幕上移动来移动鼠标。

④系统键:在机器开机或机器的急停键被解除后(此时屏幕上会显示SYSTEM POWER

DOWN),按下此键执行机器初始化。

⑤急停开关:当机器发生严重故障或遇到紧急情况时,按下此键以保护机器免受破坏。 ⑥静电接口

⑦主电源开关

⑧机器前盖

⑨锡膏滚动灯开关

灯塔:用三种颜色标示机器当前的工作状态。

㈢.DEK的常用参数表

篇二:SMT毕业论文

毕业设计论文

作者 学号

系部

专业

题目 浅谈SMT印刷工艺

指导教师

评阅教师

完成时间:

目录

1 引言

2 印刷机的组成及设备简介

2.1 印刷机的组成

2.2 印刷设备简介

3 锡膏简介

3.1 锡膏的成分

3.2 影响锡膏粘度的因素

3.3 锡膏的有效期限及保存及使用环境

4 印刷机印刷流程及作用

5 印刷工艺参数设置

6 影响印刷质量的因素

7 印刷缺陷分析及预防对策结论致谢参考文献

结论

致谢

参考文献

1 引言

进入21世纪以来,中国电子信息产品制造业加快了发展步伐,每年都以20%的速度高度增长,成为国民经济的支柱产业,整体规模连续3年居全球第2位。随着电子制造业的高速发展,中国的SMT技术以及产业也同样迅猛发展,整体规模也居世界前列。电子产品追求小型化,以前使用的穿孔插件元件已无法缩小。

印刷主要目的是将焊膏(锡铅膏状物)涂敷于PCB板上,使贴片工序贴装的元器件能够黏在PCB焊盘上。当前,用于焊膏印刷的印刷机品种很多,以自动化程度来分类,可以分为手动印刷机、半自动印刷机、全自动印刷机三类。印刷设备对于SMT 生产的效率和品质有着至关重要的影响,印刷设备的选择以及程序的优化很大程度上决定了SMT生产的产量和质量,如影响印刷质量和效率的印刷参数有刮刀压力、分离速度、分离间隙等,此外,通过对印刷结果产生的不良分析可以通过优化编辑的程序来提高印刷质量等一系列问题。

2 印刷机的组成及设备简介

2.1 印刷机的组成

印刷机是把一定的锡膏量按要求印刷分布到PCB(印制线路板)上的过程。它为回焊阶段的焊接过程提供焊料,是整个SMT电子装联工序中的第一道工序,也是影响整个工序直通率的关键因素之一。

无论哪种印刷机,都是由机架、印刷工作台、模板固定机构、印刷头系统以及其他保证印刷精度而配备的选件,如定位系统,擦板系统、测量系统等组成的。

2.2 印刷设备简介

当前,用于焊膏印刷的印刷机品种很多,以自动化程度来分类,可以分为 手动印刷机、半自动印刷机、全自动印刷机三类。

手动印刷机(如图2.1所示)的各种参数和动作均需要人工调节与控制,通常仅用于小批量或者难度不高的产品。

半自动印刷机(如图2.2所示)除了PCB装夹过程是人工放置以外,其余动作均由机器连续完成,但第一块PCB与模版的窗口位置是通过人工来对准的。通常PCB是通过印刷机台面上的定位销来实现定位对准的,因此PCB版面上应没有

篇三:毕业论文

1 绪论

1.1 甲醛的危害及处理方法与研究进展

1.1.1 甲醛的性质

甲醛(俗称福尔马林,英文名 Formaldehyde,别称蚁醛),35%~40%的水溶液通常称福尔马林。甲醛是一种无色易溶于水的刺激性气体,当室内空气中含量为0.1 mg/m3时就有异味和不适感;当大于65mg/m3可以引起肺炎、肺水肿等损伤,甚至导致死亡。皮肤直接接触甲醛,可引起皮炎、色斑、坏死。经常吸入少量甲醛,能引起慢性中毒,出现粘膜充血、皮肤刺激症、过敏性皮炎、指甲角化和脆弱、甲床指端疼痛等。

1.1.2 甲醛的主要来源

大气中甲醛主要来源于工业生产以及广泛运用的塑料、橡胶、脉醛泡沫、树脂、隔热材料、豁合剂、皮革、纺织、制药、汽车尾气等。家庭室内甲醛主要来源于装饰材料。大量使用含醛的树脂、胶合板、细木工板、泡沫塑料和油漆以及香烟的燃烧、一些纺织品也可以向空气中释放甲醛气体。在实验室,解剖室中,甲醛是常用的组织防腐剂、消毒剂。建筑材料生产车间可能有高浓度的甲醛蒸汽。

生活饮用水中的甲醛主要来源于所接触的输配水管、蓄水容器、供水设备和漆酚、环氧(酚醛)树脂为涂料,内衬等防护材料的溶出及环境水的污染。食品中甲醛的主要来源,为不法商贩在水发食品中添加甲醛。废水中的甲醛主要来自有机合成、合成橡胶、油漆和涂料、塑料、制革、纺织以及木材粘合剂生产过程等。

1.1.3 甲醛对人体的危害

甲醛是公认的强毒性物质。对人和温血动物的毒性很强,当室内空气中甲醛超过国家规定的卫生标准(0.08mg/mL),可引起眼部、上呼吸道刺激症、皮肤过敏反应以及变态反应。长期接触较高浓度的甲醛对呼吸系统、神经系统、肝脏、皮肤、免疫系统等都有一定的毒害作用。如果人类长期饮用被甲醛污染的水源,会引发头昏、贫血以及各种神经系统疾病,甲醛还有致畸、致癌作用。1995年国际癌症研究机构将甲醛确定为可疑致癌物[1],寻求遗传毒性研究发现甲醛能引起基因突变和染色体损伤,这些均提醒人们甲醛污染已不容忽视,寻求有效治理方法以降解废水中甲醛己成为环境污染治理领域的热点。

1.1.4 甲醛废水的处理方法与研究进展

目前处理甲醛废水的主要方法有:光催化氧化法、芬顿法、湿式氧化处理等高级氧化技术、二氧化氯法、蒸汽吹脱法、氧化—吸附法、SBR 工艺等。

1.1.4.1 高级氧化法

高级氧化工艺是20世纪80年代开始形成的处理有毒污染物技术。其特点是通过反应产生经基自由基, 该自由基具有极强的氧化性, 通过自由基反应能够将有机污染物有效地分解, 甚至彻底转化为无害物质, 如二氧化碳和水等。

1) 光催化氧化法

a)光催化氧化法简介

光催化氧化法是近20年才出现的水处理技术,在足够的反应时间内通常可以将有机物完全矿化为CO2和H2O等简单无机物,避免了二次污染,简单高效而有发展前途。所谓光催化反应,就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射,受激产生分子激发态,然后会发生化学反应生成新的物质,或者变成引发热反应的中间化学产物。光化学反应的活化能来源于光子的能量,在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。由于以二氧化钛粉末为催化剂的光催化氧化法存在催化剂分离回收的问题,影响了该技术在实际中的应用,因此将催化剂固定在某些载体上以避免或更容易使其分离回收的技术引起了国内外学者的广泛兴趣。

在我国工业废水中,印染废水因其有机物含量高、色度深、水质复杂、排放量大而成为难处理的工业废水之一。印染废水中含有大量卤化物、硝基物、氨基物、苯胺、酚类及各种染料等有机物,主要来自纤维、纺织浆料和印染加工所使用的染料、化学药剂、表面活性剂和各类整理剂。其COD浓度达数千至数万mg/L,色度也高达数千至数万倍,可生化性差,很多废水还含有高浓度无机盐:如氯化钠、硫化物等,严重污染水环境。国内处理染料废水普遍以生物法为主,同时辅以化学法,但脱色及COD去除效果差,出水难以稳定达到国家规定的排放标准。光催化氧化法是近年来水处理研究的热点之一,实验证明,此方法对印染废水有较好的处理效果。当进水CODCr为1300 mg/L左右,色度为800倍时,经本法处理的废水,出水CODCr达 188 mg/L,色度为0~10倍,CODCr 去除率达92%,脱色率几近100%。主要水质指标达到了GB8978—1996《污水综合排放标准》中染料工业的二级标准。

法可取代常规的生物法,适合中小型印染厂的废水处理。

b)光催化氧化法原理

光降解通常是指有机物在光的作用下,逐步氧化成低分子中间产物最终生成CO2、H2O及其他的离子如NO3-、PO43-、Cl-等。有机物的光降解可分为直接光降解、间接光降解。前者是指有机物分子吸收光能后进一步发生的化学反应。后者是周围环境存在的某些物质吸收光能成激发态,再诱导一系列有机污染的反应。间接光降解对环境中难生物降解的有机污染物更为重要。

利用光化学反应降解污染物的途径,包括无催化剂和有催化剂参与的光化学氧化过程。前者多采用氧和过氧化氢作为氧化剂,在紫外光的照射下使污染物氧化分解;后者又称光催化氧化,一般可分为均相和非均相催化两种类型。均相光催化降解中较常见的是以Fe2+或Fe3+及H2O2为介质,通过photo-Fenton反应产生?HO使污染物得到降解,非均相光催化降解中较常见的是在污染体系中投加一定量的光敏半导体材料,同时结合一定量的光辐射,使光敏半导体在光的照射下激发产生电子-空穴对,吸附在半导体上的溶解氧、水分子等与电子-空穴作用,产生?HO等氧化性极强的自由基,再通过与污染物之间的羟基加和、取代、电子转移等使污染物全部或接近全部矿化。

c)纳米光催化氧化水处理技术进展

现代科学研究发现:当物质被”粉碎”到纳米级并制成纳米材料时将具有多种物理效应,不仅其光、电、热、磁等特性发生变化,而且具有辐射、吸收、催化、杀菌、吸附等许多新特性。在众多纳米科学技术中,纳米材料学、纳米电子学和纳米医药学是目前倍受重视的三个研究方面。有研究者指出,纳米技术对水中粒径为200nm污染物的去除能力是其他技术不可替代的,认为纳米技术可在污染修复、低成本脱盐等领域发挥作用,直接向受污染沉积物或地下水中注入纳米铁可治理污染,其有可能替代常规的铁墙技术。

在水处理中,应用最广泛的纳米催化材料应是n型半导体纳米材料。而在常规催化氧化法基础上发展起来的以纳米材料为催化剂的催化氧化水处理技术将具有更加独特的功效。

d)纳米光催化氧化水处理技术机理

一般认为,光催化活性是由催化剂的吸收光能力、电荷分离和向底物转移的效率决定的。当纳米半导体粒子受到大于禁带宽度能量的光子照射后,电子从价带跃

迁到导带而产生了电子—空穴对。电子具有还原性,空穴具有氧化性,从而促进了有机物的合成或使有机物降解。纳米半导体材料的特性和催化效果各有不同,但作为光催化剂它们的催化活性与相应的体相材料相比有显著提高,其原理在于:①通过量子尺寸限域造成吸收边的蓝移;②由散射的能级和跃迁选律造成光谱吸收和发射行为结构比;③与体相材料相比,量子阱中的热载流子冷却速度下降,量子效率提高;④纳米半导体粒子所具有的量子尺寸效应使其导带和价带能级变成分立的能级,能隙变宽,导带电位变得更负,而价带电位变得更正,这意味着纳米半导体粒子获得了更强的还原及氧化能力,从而催化活性随尺寸量子化程度的提高而提高。除此以外,还在于纳米半导体粒子的粒径和吸收特性。

纳米半导体粒子的粒径通常小于空间电荷层的厚度。在此情况下,空间电荷层的任何影响都可忽略,光生载流子可通过简单的扩散从粒子内部迁移到粒子表面而与电子供体或受体发生还原或氧化反应。粒径越小则电子与空穴复合几率越小,电荷分离效果越好,从而导致催化活性的提高。在光催化反应中,反应物吸附在催化剂的表面是光催化反应的一个前置步骤,催化反应的速率与该物质在催化剂上的吸附量有关。纳米半导体粒子强的吸附效应甚至允许光生载流子优先与吸附的物质进行反应而不管溶液中其他物质的氧化还原电位顺序。在催化反应过程中,纳米材料的表面特性和缺陷数量具有同样重要的作用。

纳米催化剂的催化效果还与其材料类型有关。研究发现,禁带宽度大的金属氧化物因具有抗光腐蚀性而更具有实用价值。CdS的禁带宽度较窄,对可见光敏感,在起催化作用的同时晶格硫以硫化物和SO32-形式进入溶液中。ZnO比TiO2的催化活性高,但自身会发生光腐蚀。α-Fe2O3能吸收可见光(激发波长为560nm),但是催化活性低。与其他n型半导体纳米材料相比,TiO2具有化学稳定性好、反应活性大等特点,是一种优异的光电功能材料,并以其优越的催化性能被广泛应用于污染物的降解,取得了令人鼓舞的进展。用纳米TiO2作催化剂氧化水中污染物的试验是目前研究工作的热点(主要围绕不同类型污染物的降解效果这一主题,同时进行水处理体系中TiO2的存在形式、反应器类型等应用技术的研究)。研究结果显示,纳米TiO2光催化氧化技术有良好的应用前景。

e)纳米光催化氧化水处理技术研究现状

综合现有文献资料不难发现,纳米TiO2光催化氧化法对水中污染物的去除具有广泛的适用性,其对水中卤代脂肪烃、染料、硝基芳烃、多环芳烃、杂环化合物、

烃类、酚类、表面活性剂、农药等都能有效地进行降解。用TiO2作光催化剂,在光照下可使60种含氯有机化合物发生氧化还原反应而生成CO2、H2O及其他无毒的无机物。光催化氧化研究的对象除含小分子有机物以外,还包括大分子聚合物,如聚丙烯酰胺(PAM)。研究结果表明,PAM的降解效率与TiO2类型、用量及PAM浓度等因素有关。在水处理过程中,纳米TiO2光催化氧化活性随TiO2粒径减小而增高。有研究证实,纳米TiO2光催化降解苯酚活性的陡变发生在粒径<30 nm的范围,当晶粒尺寸从30nm减小到10nm时TiO2光催化降解苯酚的活性提高了近45%。 在光催化氧化反应体系中,由于纳米TiO2颗粒微小而极易流失,且悬浮态纳米TiO2颗粒与废水的分离过程既缓慢又昂贵,加之悬浮粒子对光线的吸收阻挡影响了光的辐射深度,因此近年来固定相纳米催化剂及其催化氧化效能的研究成为主流,进行TiO2纳米膜或负载技术的催化氧化试验也比较普遍。在固定相纳米TiO2光催化氧化过程中,TiO2的表面形态和表面态能级结构是决定其光催化活性的重要因素。纳米TiO2薄膜对CHCl3的光降解有很好的催化活性,且光催化分解率与TiO2薄膜的孔径和厚度有关。对纳米TiO2光催化降解苯酚的动力学研究表明,在直接使用高压汞灯无Pyrex玻璃滤光的条件下,TiO2光催化降解苯酚反应的速率明显提高,但有关的动力学问题尚不能用现行理论来解释。为了便于从机理上探讨纳米催化剂的催化氧化过程,有研究者对光催化体系中羟自由基的产生过程和测定方法进行了试验研究,结果表明在一定试验条件下,水杨酸是羟自由基一个较好的探针性物质,这为探讨纳米催化剂的催化氧化机理研究提供了有效途径。

光催化技术是现在最热门的一项研究课题,是一种新型的复合纳米高科技材料的光催化技术,我们这次课题研究的就是光催化降解甲醛。光催化剂纳米粒子在一定波长的光线照射下,受激发生成空穴电子对,空穴分解催化剂表面吸附的水,产生氢氧自由基,电子使周围的氧还原成活性离子氧,从而具备极强的氧化还原作用,将光催化剂表面的各种污染物破坏,光催化可在常温下将空气中的有机污染物氧化成无毒无害物质。光催化剂本身在反应过程中并不消耗,可以更方便更彻底地消除废水的污染。光催化技术的研究是最有发展前景的。

2 ) 芬顿试剂氧化法

Fenton 试剂氧化处理甲醛废水是国内外学者普遍研究的一种方法。简磊等对Fenton 试剂处理含甲醛有机废水的效果、影响因素及其适宜条件进行了研究。结果表明:在原水CODCr约为1000mg/L,n(H2O2)/n(Fe2+)=4,H2O2的投加量为72

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