生物質(zhì)碳材料的制備及在染料廢水處理中的應(yīng)用.pdf

1、隨著印染行業(yè)的高速發(fā)展，地球上有限的水資源污染越發(fā)嚴(yán)重，染料廢水具有COD高、透光度低等特點，染料廢水的處理已成為環(huán)保領(lǐng)域的一項重要工作。生物質(zhì)碳材料的制備及應(yīng)用于廢水中有機染料的去除是實現(xiàn)高效水處理的一個重要途徑。本課題以生物質(zhì)為碳源制備了幾種碳材料，用于對印染廢水中亞甲基藍(lán)(MB)的去除應(yīng)用，具體研究結(jié)果如下:
　　(1)以玉米秸稈為碳源，通過水熱法和高溫煅燒的方法制備了多孔碳材料。通過X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM

2、)、X射線光電子能譜(XPS)、物理吸附儀(BET)等對材料的形貌結(jié)構(gòu)等進(jìn)行表征。多孔碳形貌為多孔片層結(jié)構(gòu)，比表面積為679.2378 m2/g。以多孔碳材料為吸附劑研究其對亞甲基藍(lán)的吸附性能?？疾炝宋絼┘尤肓?，pH，溫度，吸附時間等對其吸附性能的影響。結(jié)果表明，吸附劑加入量為0.25 mg/L，MB初始濃度為50 mg/L，pH為6.7，溫度為318K，吸附時間為40 min時，多孔碳對MB的去除效果最好，去除率為99.2％。經(jīng)過動

3、力學(xué)擬合分析，多孔碳對MB的吸附符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。熱力學(xué)數(shù)據(jù)表明，此吸附是自發(fā)進(jìn)行、吸熱的物理吸附過程。經(jīng)過5次循環(huán)吸附后，去除率為93％，表明多孔碳具有較好的循環(huán)可再生性能。
　　(2)以玉米秸稈為碳源，通過水熱法制備了碳量子點(CQDs)。通過透射電鏡(TEM)傅里葉紅外光譜(FTIR)、X射線光電子能譜(XPS)等對材料的形貌結(jié)構(gòu)等進(jìn)行表征。碳量子點的平均尺寸為2.4 nm，具有很好的水分散性，表面含有很多的含氧基團如O

4、H，C-O，C-O-C等。以碳量子點為類Fenton催化劑，研究其對MB的降解效果?？疾炝舜呋瘎┘尤肓?，MB初始濃度，H2O2加入量對MB降解率的影響。當(dāng)H2O2加入量為6.68 g/L，CQDs濃度為3.24 g/L，MB初始濃度為10 mg/L，反應(yīng)時間為180 min時對MB的降解效果最好，降解率為93.6％。經(jīng)過動力學(xué)擬合分析，CQDs對MB的催化反應(yīng)符合準(zhǔn)一級動力學(xué)模型。
　　(3)以尿素和三聚氰胺分別為原料經(jīng)過煅燒制備

5、了類石墨相氮化碳材料。SEM表征結(jié)果表明以尿素為原料制備出的類石墨相氮化碳（g-C3N4）具有更優(yōu)異的片層形貌。將類石墨相氮化碳與碳量子點復(fù)合制備出類石墨相氮化碳/碳量子點(g-C3N4/CQDs)復(fù)合材料。制備的材料為類Fenton催化劑，采用超聲-類Fenton技術(shù)相結(jié)合催化降解MB，g-C3N4/CQDs復(fù)合材料(降解率為91.2％)對MB的降解效果優(yōu)于g-C3N4（降解率為15.5％）?？疾炝舜呋瘎┘尤肓?，H2O2加入量和不同M