【摘 要】
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环境污染问题是现如今全世界关注的焦点,处理方法及材料多种多样,其中吸附法使用最方便,应用最多。碳气凝胶具有高比表面积、高孔隙率、良好的导电性等优异性能,且碳源丰富、无毒,成为处理环境污染问题中最具应用前景的吸附材料之一,在保温隔热、电化学材料等领域也有广泛的应用。本文以间苯二酚和甲醛为碳源,细菌纤维素为模板剂,通过溶胶-凝胶、冷冻干燥和高温碳化工艺制备多孔碳气凝胶。探究细菌纤维素的不同掺杂量对碳气
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环境污染问题是现如今全世界关注的焦点,处理方法及材料多种多样,其中吸附法使用最方便,应用最多。碳气凝胶具有高比表面积、高孔隙率、良好的导电性等优异性能,且碳源丰富、无毒,成为处理环境污染问题中最具应用前景的吸附材料之一,在保温隔热、电化学材料等领域也有广泛的应用。本文以间苯二酚和甲醛为碳源,细菌纤维素为模板剂,通过溶胶-凝胶、冷冻干燥和高温碳化工艺制备多孔碳气凝胶。探究细菌纤维素的不同掺杂量对碳气凝胶的结构、性能的影响。利用BET、SEM、FT-IR等多种测量与表征手段对多孔碳气凝胶的微观结构进行了表征,结果表明,制备得到的多孔碳气凝胶具有高比面积642.527 m~2/g和大孔容1.486 cm~3/g,相比于纯碳气凝胶,比表面积和孔容分别增大了29.3%和23.7%。多孔碳气凝胶可以很快吸附植物油,但其吸附燃烧循环稳定性有待提高;对土霉素的吸附去除率最高达85.35%,相较于纯碳气凝胶提高了12.65%。采用原位合成法,将碳气凝胶与具有同样优异性能的石墨烯（G）相结合,制备得到G/C复合气凝胶,调控碳气凝胶的结构,使其具有强吸附性能。研究结果表明,G/C复合气凝胶具有较高的比表面积643 m~2/g和孔容积1.688 cm~3/g。对土霉素和布洛芬的吸附实验结果表明,G/C复合气凝胶表现出优异的药物类污染物吸附去除能力,对土霉素的吸附去除率高达90.78%,对布洛芬的吸附去除率最高为50.11%。本工作所制备的G/C复合气凝胶在处理废水中的药物类污染物方面具有较好的应用前景。通过浸渍法制备了Cs0.3WO3/C复合气凝胶,探究了Cs0.3WO3/C复合气凝胶的微观结构及其对水中污染物土霉素和气体污染物甲醛的吸附/光催化降解性能。吸附/光催化降解实验结果表明,Cs0.3WO3/C复合气凝胶对水中模拟污染物土霉素和气体污染物甲醛表现出优异的吸附/光催化降解效率,降解率分别可达到92.74%、71.84%,且对甲醛气体的循环使用性良好。Cs0.3WO3/C复合气凝胶良好的吸热性能可以在白天快速吸收热量并储存在体内传递给Cs0.3WO3,因而所制备的Cs0.3WO3/C复合气凝胶在模拟可见光下照射一段时间后,黑暗环境中能够继续维持吸附/催化降解反应的进行,即经光照处理具有较高的暗室吸附/热催化降解土霉素效果。
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