g-C 3 N 4 及其复合材料光催化还原去除水中六价铀的性能研究
发布时间：2021-11-07 10:49
石墨相氮化碳材料（g-C3N4）,由于其廉价易得、结构稳定、对可见光响应和生物相容性良好等特点,在光催化制氢、CO2还原、有机合成、环境治理方面具有极大的应用前景。最近,非金属元素掺杂的g-C3N4实现了对水体中U（Ⅵ）的光催化还原,使g-C3N4在放射性废水处理领域展现出了极大的应用前景。但是,（1）g-C3N4固有的电子传输性能差,使其产生的光生电子-空穴容易复合,降低对光量子的利用率;（2）U（Ⅵ）在g-C3N4上的光催化还原去除性能和影响机理还未被系统的研究。因此有必要开发新一代的绿色高效光催化剂,实现对U（Ⅵ）的高效光催化还原;同时,揭示各实验因素对光催化还原过程的影响,为g-C3N4在含铀废水处理领域提供理论和实践指导。本论文通过不同的合成策略调控g-C3N4的电子结构,增强光生电荷在g-C3N4内的高效传输,促进U（Ⅵ）在光催化剂表面的吸附、活化和还原过程,提高了g-C3N4对U（Ⅵ）高效可见光光催化还原去除性能。并结合材料表征和实验结果,揭示影响U（Ⅵ）在光催化剂表面还原的主要因素。主要工作包括:（1）前驱体对g-C3N4形貌、电子结构和光催化还原U（Ⅵ）性能的影响。对...
【文章来源】：东华理工大学江西省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
低浓度含U(Ⅵ)废水的处理方法
图 1-2 生物处置法示意图Figure1-2 Schematic diagram of biological disposal technologyEkramul Islam 等[56]通过对分离的 122 个纯培养菌株的 U(Ⅵ)富集作用进行研现当添加的细菌干重为 1 g 时，84％的试验细菌 48 h 内能从 80 mg·L-1或 160 mg U(Ⅵ)废水中去除超过 50 mg 的 U(Ⅵ)。而微杆菌、节杆菌和不动杆菌具有最佳Ⅵ)去除效果，U(Ⅵ)主要通过富集在细菌表面被去除。Sánchez-Castro I 等[57]通过国铀尾矿中的菌株进行筛选，选取能用于处理 U(Ⅵ)和其他污染物的菌种。发现 Br3（Arthrobacter sp）和 Br5（Microbacterium oxydans）能够将 U(Ⅵ)矿化为六的磷酸盐矿相。同时，将 U(Ⅵ)富集在细菌表面、内部细胞质和外部细胞间隙中究结果证明，一些特定的菌种能用于富集铀尾矿废水中的 U(Ⅵ)。直接利用生物料处理游离的 U(Ⅵ)也是不错的选择。Xiao Xilin 等[58]利用二亚乙基三胺修饰的树树叶，发现该生物质材料能去除水体中 90%以上的 U(Ⅵ)。生物处置法是一种应用灵活、前景广泛的含 U(Ⅵ)废水处理手段，可供选择的材料多样，且价格低廉，不仅能去除水体污染，还能起到环境绿化的效果。特别于大面积的放射性污染使用生物修复，能起到很好的效果。
图 1-3 氨腈合成 g-C3N4反应过程示意图Figure 1-3 The reaction process of g-C3N4derived from cyanamide-C3N4的理论 C/N 比为 0.75，但是通过简单的焙烧方法成功制备 C/N 比 H 量少的 g-C3N4仍依旧十分困难[78]。尽管，少量的-NH2的存在有时会表面积的增大，增加光催化剂与反应物分子接触的可能。但 g-C3N4不的缺陷过多，也会导致 C/N 比降低，不利于光生电荷在 g-C3N4平面内。近年来，一些新型的 g-C3N4合成方法不断被提出，包括：离子热合
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物聚合硫酸铁去除U（Ⅵ）的絮凝试验[J]. 宫志恒,郭怡秦,郭亚丹,王学刚,李鹏,高柏. 有色金属(冶炼部分). 2018(11)
[2]吸附沉淀法处理含铀废水试验研究与应用[J]. 路艳,边宇博,汪兆金. 核科学与工程. 2018(05)
[3]原位聚合PPy/g-C3N4复合物增强可见光催化性能（英文）[J]. 韩红桔,傅敏,李亚林,关伟,卢鹏,胡雪利. 催化学报. 2018(04)
[4]用纳滤膜从酸性溶液中富集铀的可行性研究[J]. 许智慧,李宏星,胥国龙. 铀矿冶. 2018(01)
[5]温度对含模拟α-高放核废液的磷酸镁水泥固化体性能的影响[J]. 傅明娇,杨海林,吴传明,张影,尤超,钱觉时. 材料导报. 2017(24)
[6]世界核电重启与中国的核电大国、核电强国之路[J]. 任德曦,胡泊. 中外能源. 2017(03)
[7]世界在建及拟建核电装置[J]. 舟丹. 中外能源. 2017(03)
[8]NiS2助剂修饰g-C3N4光催化剂的简易合成及光催化制氢性能增强研究（英文）[J]. 陈峰,杨慧,王雪飞,余火根. 催化学报. 2017(02)
[9]核电厂放射性废保温棉玻璃固化比较研究[J]. 陈明周,周东升,林鹏,陆杰,刘夏杰,吕永红,黄文有. 核科学与工程. 2016(04)
[10]污染场地修复技术筛选方法及应用[J]. 白利平,罗云,刘俐,周友亚,颜增光,李发生. 环境科学. 2015(11)
本文编号：3481721
【文章来源】：东华理工大学江西省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
低浓度含U(Ⅵ)废水的处理方法
图 1-2 生物处置法示意图Figure1-2 Schematic diagram of biological disposal technologyEkramul Islam 等[56]通过对分离的 122 个纯培养菌株的 U(Ⅵ)富集作用进行研现当添加的细菌干重为 1 g 时，84％的试验细菌 48 h 内能从 80 mg·L-1或 160 mg U(Ⅵ)废水中去除超过 50 mg 的 U(Ⅵ)。而微杆菌、节杆菌和不动杆菌具有最佳Ⅵ)去除效果，U(Ⅵ)主要通过富集在细菌表面被去除。Sánchez-Castro I 等[57]通过国铀尾矿中的菌株进行筛选，选取能用于处理 U(Ⅵ)和其他污染物的菌种。发现 Br3（Arthrobacter sp）和 Br5（Microbacterium oxydans）能够将 U(Ⅵ)矿化为六的磷酸盐矿相。同时，将 U(Ⅵ)富集在细菌表面、内部细胞质和外部细胞间隙中究结果证明，一些特定的菌种能用于富集铀尾矿废水中的 U(Ⅵ)。直接利用生物料处理游离的 U(Ⅵ)也是不错的选择。Xiao Xilin 等[58]利用二亚乙基三胺修饰的树树叶，发现该生物质材料能去除水体中 90%以上的 U(Ⅵ)。生物处置法是一种应用灵活、前景广泛的含 U(Ⅵ)废水处理手段，可供选择的材料多样，且价格低廉，不仅能去除水体污染，还能起到环境绿化的效果。特别于大面积的放射性污染使用生物修复，能起到很好的效果。
图 1-3 氨腈合成 g-C3N4反应过程示意图Figure 1-3 The reaction process of g-C3N4derived from cyanamide-C3N4的理论 C/N 比为 0.75，但是通过简单的焙烧方法成功制备 C/N 比 H 量少的 g-C3N4仍依旧十分困难[78]。尽管，少量的-NH2的存在有时会表面积的增大，增加光催化剂与反应物分子接触的可能。但 g-C3N4不的缺陷过多，也会导致 C/N 比降低，不利于光生电荷在 g-C3N4平面内。近年来，一些新型的 g-C3N4合成方法不断被提出，包括：离子热合
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物聚合硫酸铁去除U（Ⅵ）的絮凝试验[J]. 宫志恒,郭怡秦,郭亚丹,王学刚,李鹏,高柏. 有色金属(冶炼部分). 2018(11)
[2]吸附沉淀法处理含铀废水试验研究与应用[J]. 路艳,边宇博,汪兆金. 核科学与工程. 2018(05)
[3]原位聚合PPy/g-C3N4复合物增强可见光催化性能（英文）[J]. 韩红桔,傅敏,李亚林,关伟,卢鹏,胡雪利. 催化学报. 2018(04)
[4]用纳滤膜从酸性溶液中富集铀的可行性研究[J]. 许智慧,李宏星,胥国龙. 铀矿冶. 2018(01)
[5]温度对含模拟α-高放核废液的磷酸镁水泥固化体性能的影响[J]. 傅明娇,杨海林,吴传明,张影,尤超,钱觉时. 材料导报. 2017(24)
[6]世界核电重启与中国的核电大国、核电强国之路[J]. 任德曦,胡泊. 中外能源. 2017(03)
[7]世界在建及拟建核电装置[J]. 舟丹. 中外能源. 2017(03)
[8]NiS2助剂修饰g-C3N4光催化剂的简易合成及光催化制氢性能增强研究（英文）[J]. 陈峰,杨慧,王雪飞,余火根. 催化学报. 2017(02)
[9]核电厂放射性废保温棉玻璃固化比较研究[J]. 陈明周,周东升,林鹏,陆杰,刘夏杰,吕永红,黄文有. 核科学与工程. 2016(04)
[10]污染场地修复技术筛选方法及应用[J]. 白利平,罗云,刘俐,周友亚,颜增光,李发生. 环境科学. 2015(11)
本文编号：3481721
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