若干二維半導體催化劑在染料廢水處理中的應用.pdf

1、隨著城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的快速發(fā)展，能源匱乏和環(huán)境污染逐漸成為威脅人類可持續(xù)發(fā)展的兩大難題。其中，工業(yè)染料廢水是環(huán)境污染的一大主要來源，其來源非常廣泛，包括紡織、塑料、造紙以及皮革工業(yè)。由染料所產生的毒性、誘變性和致癌性嚴重威脅了人類的健康，因此，尋找一種簡單清潔的技術處理染料和工業(yè)廢水中的污染物一直被認為是一個挑戰(zhàn)。高級氧化技術，包括芬頓催化氧化和光催化等技術，具有無毒、反應速度快和氧化能力強等特點。其中，開發(fā)高性能的催化劑是高級氧化技術的

2、關鍵。二維納米材料由于其獨特的物理化學性質，如大的比表面積及其薄的厚度，被廣泛研究于光學、電子學、磁學以及光催化領域。本學位論文以二維納米片為前驅體，研究其在無光以及可見光下對有機染料的催化性能。此外，利用XRD、FTIR、SEM、TEM、XPS、AFM、UV-vis等手段對材料進行表征，并通過降解RhB等染料以及無色有機污染物來測試其催化性能、穩(wěn)定性以及普適性。相關工作如下:
　　1.通過一乙胺剝離質子化層狀鈦酸鹽為帶負電的二維

3、鈦酸鹽納米片(TNSs)，在氫離子作用下絮凝得到一種非光驅動催化劑rs-TNSs。這種新穎的催化劑可以在過氧化氫的協同作用下無光條件下催化降解有機污染物，對不同濃度、不同pH條件、不同類型的染料均具有優(yōu)異的催化性能。并且，該催化劑具有良好的穩(wěn)定性和重復性。此外，我們基于XPS、UV-vis等表征技術提出了rs-TNSs可能的非光驅動降解有機污染物的機理。
　　2.采用堿法剝離石墨相氮化碳獲得表面帶負電的二維氮化碳納米片（CNNS）

4、膠體材料。通過靜電組裝技術，采用Cd2+離子絮凝帶負電的氧化石墨烯(GO)和CNNS，并經后續(xù)還原和硫化處理獲得三元CNNS/CdS/rGO復合光催化劑。該復合催化劑具有優(yōu)異的可見光吸收性能，梯度的能帶結構，從而促進太陽光的吸收以及光生電荷的分離。光催化性能測試表明，該三元復合材料不僅具有優(yōu)于單相、二元復合材料的光催化性能，而且優(yōu)于納米片的包裹作用。材料穩(wěn)定性好，五次循環(huán)后性能幾乎沒有降低。該法為制備二維納米片基的多元異質結提供了一種簡