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近些年来,尽管人类生活水平一直在提高,但相应的环境污染问题也在日渐增多。其中的水污染问题,已成为人们广泛关注的对象。作为水体众多污染物之一的环境激素双酚A(BPA)由于能导致生物体代谢异常、内分泌失调,受到了社会极大关注。而染料废水的排放又会导致水质恶化,因此对环境污水的处理,不仅有益人体健康,减少环境污染,还可以回收处理过的水,从而节约水资源。本论文采用简单的原材料和方法制备三种新型的碳纳米吸附材料,克服其它研究方法的复杂性和吸附效果差的缺点,并将这些新型碳纳米材料用于双酚A及其类似物和染料亚甲基蓝的吸附降解,主要内容如下:(1)竹节状碳纳米管去除水溶液中双酚A的研究本实验首先将三聚氰胺、氰尿酸、聚乙烯亚胺通过自模版法合成前驱体PEI-MCA,再将三氯化铁与其混合并研磨非常均匀,然后通过在氮气氛围中高温锻烧制备出材料。将材料用于BPA的吸附以及吸附降解一体化的研究。实验结果表明,竹节状碳纳米管对BPA有很好的去除效果,这主要是因为碳纳米管比表面积较大。竹节状碳纳米管受pH值影响较小,表明该吸附反应不是通过氢键和表面络合作用,而是靠疏水或π-π相互作用进行。在碳纳米管和过二硫酸钾同时存在的情况下,双酚A的去除速度非常快,表明在碳纳米管/过二硫酸钾系统下对BPA有很高的去除效率,而这个效果来自于吸附和氧化降解的共同作用。(2)掺氮石墨烯去除水溶液中双酚A及其类似物的研究本实验通过温和的一步热解法合成了比表面积大、孔径分布均匀且N掺杂量高达18.4%的掺氮石墨烯。该材料对双酚F(BPF)、BPA和双酚C(BPC)有很高的吸附量,分别为222.9、318.7和540.4 mg/g。同时发现掺氮石墨烯对双酚类污染物的吸附与它们的logKow(Kow为辛醇-水分配系数)成正比,表明了吸附过程主要靠疏水作用进行。研究掺氮石墨烯同时作为吸附剂和催化剂用于双酚类污染物的去除,在吸附和过二硫酸钾氧化协同作用下,在pH=7.0条件下98.6%的BPA被氧化降解完全。而掺氮石墨烯循环使用5次之后仍有很好的催化性。因此,吸附催化降解一体化法为处理水溶液中内分泌干扰物提供了一种新的高效方法。(3)石墨相氮化碳去除水中亚甲基蓝的研究本实验通过高温热解法合成了石墨相的氮化碳材料,透射电子显微镜显示了材料具有类似石墨烯的片层结构,并利用XRD、FT-IR和XPS等表征手段证明了材料的主要成分与结构,并研究了 pH值、作用时间、温度以及溶液浓度对材料性能的影响。实验发现,该材料对染料亚甲基蓝(MB)的吸附符合Langmuir(朗格缪尔)等温模型以及伪二级动力学模型。