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当前,传统的染料废水治理方法存在成本高、降解不完全等问题,而新兴的光催化技术因其具有绿色无污染、降解彻底等优点备受关注。氧化锌半导体材料成本低、光催化活性强使其在降解染料废水研究中具有很大的潜力,但在氧化锌的制备过程中粉体易团聚,以及电子-空穴对的快速复合都是影响光催化过程和催化剂活性的关键因素。因此,本论文采用聚合物辅助冻干法制备纳米氧化锌(ZnO)粉体,同时复合还原氧化石墨烯(rGO),优化制备过程中的工艺条件。将制备得到的氧化锌-还原氧化石墨烯(ZnO-rGO)复合材料降解模拟染料废水三苯甲烷类的罗丹明B和偶氮类的甲基橙,探究光催化降解过程的影响因素以及降解机理。本论文的主要工作包括:(1)复合材料ZnO-rGO的制备:采用聚合物辅助冻干法制备得到纳米氧化锌粉体,采用改进的Hummers氧化法制备得到氧化石墨,然后通过水热法制备得到ZnO-rGO复合光催化材料。采用控制变量法对制备过程的工艺条件进行优化,得到的最佳工艺条件为:水溶性高分子聚合物选用聚乙烯醇(PVA),氧化石墨的复合量为10%,水热温度为120 ℃,水热时间为5 h。在此最优条件下制备得到的ZnO-rGO复合材料经过40 min的光催化反应后,罗丹明B的降解率达到95%以上。(2)复合材料ZnO-rGO的表征分析:通过一系列的表征测试方法分别对氧化石墨(GO)、氧化锌(ZnO)和氧化锌-还原氧化石墨烯(ZnO-rGO)复合材料的化学组成、形貌结构以及光学性质进行了表征和分析,并阐明结构与性能之间的关系。(3)光催化降解染料废水研究:将制备得到的ZnO-rGO复合材料降解罗丹明B和甲基橙模拟染料废水,分别针对两种染料的初始浓度、料剂比、pH等条件进行单一变量实验,分析其对染料降解过程的影响,并通过正交实验得到两种染料的最优降解条件;进行光催化降解反应动力学研究,拟合结果与一级反应动力学方程相符,相关系数均大于0.96。通过紫外-可见吸收光谱图对两种染料在不同降解时间的样品进行对比分析,并对降解机理进行研究。