纳米多孔铜基复合材料的制备及其偶氮染料降解性能的研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ZHANQIWEI
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针对全球范围内水污染问题不断加重及工业传统水处理方式存在的二次污染等问题,迫切需要发展污水处理的新技术与新材料。近年来,纳米多孔金属材料的发展为污水处理催化剂提供了新的可能,其大的比表面积、提供更多的活性位点使其在水处理方向具有独到的优势,不仅可以作为新型芬顿试剂,还可应用于光催化技术来降解废水中的有机污染物。本文采用脱合金法制备了纳米多孔铜,以期其作为高级氧化工艺的新型非均相芬顿剂。并分别通过热氧化及电沉积法获得了氧化亚铜/氧化铜复合光催化材料以及氧化锌/纳米多孔铜复合材料,通过构建合适能带结构的光催化材料,提高复合材料的光催化降解能力。具体本文开展了以下研究内容:(1)以Ti40.6Zr9.4Cu40.6Ni6.3Sn3.1非晶合金为前驱体,通过化学脱合金法制备纳米多孔铜(NPCu);并以NPCu作为新型类芬顿剂利用高级氧化工艺催化降解甲基橙,系统研究甲基橙溶液初始pH、催化剂浓度、过氧化氢浓度等对催化降解过程的影响;同时研究了自由基捕获剂及超声波的影响,以此探究催化降解过程的机理;(2)以NPCu为基体,利用热氧化的方法制备Cu2O/CuO复合材料,并利用g-C3N4对其进一步改性研究,制备了Cu2O/CuO/g-C3N4(Cg)复合材料;研究了该复合光催化剂的甲基橙降解性能及循环稳定性,发现复合材料对甲基橙的降解行为与复合材料中物相比例相关;并利用自由基捕获剂实验,探究了复合材料的光催化降解甲基橙的机理;(3)以NPCu为基底,采用电化学恒电流沉积法制备了ZnO@NPCu复合材料,研究ZnO@NPCu复合材料对甲基橙的光催化降解行为,并结合DRS与M-S测试研究了复合材料的能带结构,初步探讨了ZnO@NPCu复合材料光催化降解甲基橙的机理。
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