Ca@海藻酸微球负载g-C 3 N 4 和碳纳米管去除水中亚甲基蓝

发布时间：2023-08-05 19:35

　　随着印染行业的发展,染料的广泛使用导致染料废水排放到天然水中。含染料的工业废水成分复杂,质量浓度高,不易降解。本文通过总结和研究,分析了藻酸盐微球(AGS)、石墨相氮化碳(g-C3N4)以及碳纳米管(CNTs)的特性和研究现状。发现它具有高比表面积,丰富的孔结构和强吸附性。通过它们之间的协同作用,如表面化学和其他性能,使复合材料的性能优于任何单一材料。与其他处理方法相比,该吸附方法工艺流程简易,可操作性强,无二次污染等特点。而光催化技术由于其高效、经济、环保等特点应用于染料废水当中。利用光催化技术还原染料废水主要有三个过程,首先,半导体材料对光的吸收激发光电子产生电子-空穴对,然后光电子从价带跃迁到导带,最后导带上的光电子将染料废水去除。g-C3N4这种新型的半导体非金属材料在拥有良好的化学稳定性和热稳定性的同时,还有成本低、无毒、光带隙值(2.7eV)小、可见光响应等特点,被广泛应用于光催化领域。我们在深入研究g-C3N4对染料废水去除效率机理时,发现单一g-C3N4比表面积小且产生光电子与空穴复合率较高因此没有达到理想效果,而CNTs由于其独特的结构和优异的机械性能,显示出广泛的应...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 染料废水的危害及降解
    1.2 光催化技术研究简介
        1.2.1 光催化技术的形成
        1.2.2 半导体光催化机理
        1.2.3 可见光对光催化剂响应的研究现状
    1.3 新型海藻酸微球概论
        1.3.1 海藻酸微球由来
        1.3.2 海藻酸微球特性
        1.3.3 海藻酸微球的实际应用
    1.4 石墨相氮化碳(g-C₃N₄)简介
        1.4.1 g-C₃N₄的结构与性能
        1.4.2 g-C₃N₄的改性及应用
    1.5 碳纳米管(CNTs)简介
        1.5.1 碳纳米管(CNTs)结构与性质
        1.5.2 碳纳米管(CNTs)制备方法
        1.5.3 碳纳米管(CNTs)应用
    1.6 AGS、g-C₃N₄和碳纳米管去除MB的研究
        1.6.1 AGS、g-C₃N₄及CNTs各部分功能
        1.6.2 吸附等温模型的建立
    1.7 本文研究的主要内容与工作
        1.7.1 研究路思路
        1.7.2 研究主要内容
    1.8 技术路线图
2 Ca@海藻酸微球负载g-C₃N₄和CNTs材料的制备与表征
    2.1 材料的制备
        2.1.1 g-C₃N₄的制备
        2.1.2 CNTs的制备
        2.1.3 Ca@海藻酸微球负载g-C₃N₄和CNTs材料的制备
    2.2 材料的表征
        2.2.1 表征的仪器与方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 g-C₃N₄的结构特点
        2.3.2 CNTs的结构特点
        2.3.3 Ca@海藻酸微球负载g-C₃N₄和CNTs材料的表征
    2.4 小结
3 Ca@海藻酸微球负载g-C₃N₄和CNTs光催化吸附水中亚甲基蓝机理
    3.1 仪器与试剂
    3.2 实验方法及光反应评价
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 不同种材料对MB光催化降解率的比较
        3.3.2 复合材料不同复合比例对MB光催化降解率的比较
        3.3.3 不同复合材料用量对光催化还原过程的影响
        3.3.4 循环实验对光催化降解MB的影响
        3.3.5 光催化降解机理分析
    3.4 小结
4 Ca@海藻酸微球负载g-C₃N₄和CNTs吸附水中亚甲基蓝机理
    4.1 材料与方法
        4.1.1 仪器与试剂
        4.1.2 实验方法
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 pH值对吸附去除MB的影响
        4.2.2 反应温度对吸附去除MB的影响
        4.2.3 循环实验对吸附去除MB的影响
    4.3 吸附等温线分析
    4.4 吸附动力学研究
    4.5 小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 未来展望
    5.3 创新点
参考文献
附录 攻读硕士期间主要研究成果
致谢



本文编号：3839213