新型石墨化介孔碳-二氧化鈦-銀復(fù)合納米材料的制備及其在環(huán)境污染控制方面的應(yīng)用.pdf

1、印染染料造成的廢水污染，以及二氧化碳造成的溫室效應(yīng)，是當(dāng)前人類(lèi)面臨的最嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。
　　印染行業(yè)是紡織工業(yè)用水量較大的行業(yè)，水作為媒介參與整個(gè)染整加工過(guò)程。印染廢水水量大，色度高，成分復(fù)雜，廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸堿，纖維雜質(zhì)及無(wú)機(jī)鹽等，染料結(jié)構(gòu)中硝基和胺基化合物及銅、鉻、鋅、砷等重金屬元素具有較大的生物毒性，嚴(yán)重污染環(huán)境。吸附法是處理印染廢水的主要方法之一，具有效率高、速度快、適應(yīng)性強(qiáng)、等優(yōu)點(diǎn)，因而備受青睞。

2、尋找合適的吸附劑是吸附法處理印染廢水的重中之重。有序介孔碳材料(OMC)具有大的比表面和孔容，機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性良好，表面基團(tuán)豐富易于實(shí)現(xiàn)官能化，是一種頗具有潛力的吸附劑。如能在吸附的基礎(chǔ)上進(jìn)行催化講解，將大大減輕水體環(huán)境的治污壓力。
　　與此同時(shí)，近年來(lái)CO2在地球大氣中的含量不斷增加，已成為導(dǎo)致溫室效應(yīng)的主要原因。以太陽(yáng)能作為直接驅(qū)動(dòng)力的光催化轉(zhuǎn)化技術(shù)是將CO2進(jìn)行有效轉(zhuǎn)化的理想途徑之一。實(shí)現(xiàn)CO2的資源轉(zhuǎn)化，一方面能生成有

3、機(jī)燃料，合成其他有機(jī)化工原料，中間體或有機(jī)化工產(chǎn)品，同時(shí)還可以減少由其他化工原料反應(yīng)而帶來(lái)的環(huán)境污染，因此具有重要的意義。
　　TiO2光催化技術(shù)具有很大優(yōu)勢(shì)，但是，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，也還存在著許多問(wèn)題:(1)量子效率較低，光生電子-空穴極易復(fù)合;(2)帶隙能較高(3.2 eV)，僅能利用3-5％的太陽(yáng)能活化催化劑;(3)比表面積小，吸附能力差;(4)顆粒尺寸小，較難回收，重復(fù)利用率低。因此，通過(guò)對(duì)TiO2的改性，制備性能更加優(yōu)異

4、的TiO2復(fù)合光催化材料，克服其在應(yīng)用中所存在的問(wèn)題，是當(dāng)前光催化氧化技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)采用負(fù)載型二氧化鈦復(fù)合材料，旨在發(fā)現(xiàn)具有良好吸附和光降解的催化劑。
　　本論文基于以上兩個(gè)方面的應(yīng)用，主要做了以下工作。
　　采用一步固-液研磨模板法，以脂肪酸為碳源、硝酸銀為銀源、棒狀介孔氧化硅SBA-15為硬模板合成了金屬銀摻雜的石墨化介孔碳載體(Ag-GMC).對(duì)TiO2/石墨化介孔碳以及新型銀摻雜的TiO2/石墨化介孔碳復(fù)

5、合材料進(jìn)行了物理表征。采用不同組分銀的復(fù)合材料作為光催化劑，同時(shí)進(jìn)行兩種環(huán)境污染物的催化應(yīng)用:一方面在模擬太陽(yáng)光光照的條件下，光催化還原CO2和H2O反應(yīng)轉(zhuǎn)化為有機(jī)燃料進(jìn)行了研究，另一方面并將催化劑用于光降解羅丹明B廢水。
　　本論文通過(guò)改變復(fù)合催化劑中金屬銀含量的多少考察和篩選了最佳的具有可見(jiàn)光響應(yīng)的活性最高的復(fù)合催化劑金屬銀摻雜在石墨化介孔碳中的含量存在一個(gè)最佳值，當(dāng)摻雜量小于最佳值時(shí)，摻雜離子提供的捕獲陷阱數(shù)量不多，此時(shí)對(duì)電