若干二維半導(dǎo)體催化劑在染料廢水處理中的應(yīng)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(lèi)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(lái)源，其來(lái)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(chǎn)生的毒性、誘變性和致癌性嚴(yán)重威脅了人類(lèi)的健康，因此，尋找一種簡(jiǎn)單清潔的技術(shù)處理染料和工業(yè)廢水中的污染物一直被認(rèn)為是一個(gè)挑戰(zhàn)。高級(jí)氧化技術(shù)，包括芬頓催化氧化和光催化等技術(shù)，具有無(wú)毒、反應(yīng)速度快和氧化能力強(qiáng)等特點(diǎn)。其中，開(kāi)發(fā)高性能的催化劑是高級(jí)氧化技術(shù)的

2、關(guān)鍵。二維納米材料由于其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，如大的比表面積及其薄的厚度，被廣泛研究于光學(xué)、電子學(xué)、磁學(xué)以及光催化領(lǐng)域。本學(xué)位論文以二維納米片為前驅(qū)體，研究其在無(wú)光以及可見(jiàn)光下對(duì)有機(jī)染料的催化性能。此外，利用XRD、FTIR、SEM、TEM、XPS、AFM、UV-vis等手段對(duì)材料進(jìn)行表征，并通過(guò)降解RhB等染料以及無(wú)色有機(jī)污染物來(lái)測(cè)試其催化性能、穩(wěn)定性以及普適性。相關(guān)工作如下:
　　1.通過(guò)一乙胺剝離質(zhì)子化層狀鈦酸鹽為帶負(fù)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(qū)動(dòng)催化劑rs-TNSs。這種新穎的催化劑可以在過(guò)氧化氫的協(xié)同作用下無(wú)光條件下催化降解有機(jī)污染物，對(duì)不同濃度、不同pH條件、不同類(lèi)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(fù)性。此外，我們基于XPS、UV-vis等表征技術(shù)提出了rs-TNSs可能的非光驅(qū)動(dòng)降解有機(jī)污染物的機(jī)理。
　　2.采用堿法剝離石墨相氮化碳獲得表面帶負(fù)電的二維氮化碳納米片（CNNS）

4、膠體材料。通過(guò)靜電組裝技術(shù)，采用Cd2+離子絮凝帶負(fù)電的氧化石墨烯(GO)和CNNS，并經(jīng)后續(xù)還原和硫化處理獲得三元CNNS/CdS/rGO復(fù)合光催化劑。該復(fù)合催化劑具有優(yōu)異的可見(jiàn)光吸收性能，梯度的能帶結(jié)構(gòu)，從而促進(jìn)太陽(yáng)光的吸收以及光生電荷的分離。光催化性能測(cè)試表明，該三元復(fù)合材料不僅具有優(yōu)于單相、二元復(fù)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(méi)有降低。該法為制備二維納米片基的多元異質(zhì)結(jié)提供了一種簡(jiǎn)