【摘 要】
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随着社会和工业化的发展,大量的废弃染料和抗生素的直接排放严重污染了水环境,对人类健康和生态环境造成了极大的危害,因此水污染成为迫切需要解决的环境问题。常见去除有机污染物的方法有吸附法和芬顿氧化法,吸附技术作为去除水污染物最常用的方法,具有操作简便,经济,有效绿色高效和可重复使用的特点优点,被认为是去除水污染物最常用的方法。碳材料由于其廉价易得和较好的吸附能力优异,是目前最为常见的吸附剂。芬顿法通过
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随着社会和工业化的发展,大量的废弃染料和抗生素的直接排放严重污染了水环境,对人类健康和生态环境造成了极大的危害,因此水污染成为迫切需要解决的环境问题。常见去除有机污染物的方法有吸附法和芬顿氧化法,吸附技术作为去除水污染物最常用的方法,具有操作简便,经济,有效绿色高效和可重复使用的特点优点,被认为是去除水污染物最常用的方法。碳材料由于其廉价易得和较好的吸附能力优异,是目前最为常见的吸附剂。芬顿法通过芬顿试剂活化H2O2,产生具有强氧化性的中间体,氧化降解有机物分子,是一种简单高效的处理方法。芬顿反应中H2O2是一种绿色氧化剂,分解后生成水,不会造成二次污染。但是常见的金属芬顿剂不可避免会有金属浸出,活性位点流失,造成二次污染的同时也降低了催化活性。本论文制备的硼氮共掺杂的介孔碳纳米片材料是一种经济高效、绿色环保的非金属碳材料,将介孔碳对污染物分子的强吸附作用与类芬顿反应结合起来,在短时间内能有效去除水中有机污染物,可以应用于污水处理。论文采用三聚氰胺、三氧化二硼和大孔树脂AB-8为原料,通过化学气相沉积法制备了硼氮共掺杂的介孔碳纳米片(AB-BCN-900)。表征结果说明该材料为二维片层结构,具有较高的比表面积(2317.9 m~2·g-1)和大量介孔结构,孔容为14.10 cm~3·g-1。杂原子的掺杂对材料结构有重要影响,与不掺杂硼原子的AB-CN-900相比,材料的比表面积和孔容分别增大了2.36倍和2.66倍。介孔碳纳米片的高比表面积和大量介孔结构有利于除去水中的污染物分子。将制备的介孔碳纳米片应用于废水中有机污染物罗丹明B、甲基橙和四环素的吸附性能研究,与活性炭对比,AB-BCN-900材料具有更高的吸附能力。AB-BCN-900的介孔结构能够解决大尺寸分子在活性炭微孔中的传质性能较差的问题,其高比表面积有利于暴露更多的吸附位点,它们的协同作用使AB-BCN-900材料对三种有机污染物都表现出较强的吸附能力,可以在短时间内吸附大量有机污染物。在芬顿氧化降解反应中,发现未掺杂硼原子的AB-CN-900未能活化H2O2降解有机污染物,而掺杂硼原子的AB-BCN-900材料,能够促进H2O2生成强氧化性自由基作用于有机污染物分子,从而有效去除有机污染物罗丹明B、甲基橙和四环素。
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