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随着印染行业的高速发展,地球上有限的水资源污染越发严重,染料废水具有COD高、透光度低等特点,染料废水的处理已成为环保领域的一项重要工作。生物质碳材料的制备及应用于废水中有机染料的去除是实现高效水处理的一个重要途径。本课题以生物质为碳源制备了几种碳材料,用于对印染废水中亚甲基蓝(MB)的去除应用,具体研究结果如下:(1)以玉米秸秆为碳源,通过水热法和高温煅烧的方法制备了多孔碳材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、物理吸附仪(BET)等对材料的形貌结构等进行表征。多孔碳形貌为多孔片层结构,比表面积为679.2378 m2/g。以多孔碳材料为吸附剂研究其对亚甲基蓝的吸附性能。考察了吸附剂加入量,pH,温度,吸附时间等对其吸附性能的影响。结果表明,吸附剂加入量为0.25 mg/L,MB初始浓度为50 mg/L,pH为6.7,温度为318 K,吸附时间为40 min时,多孔碳对MB的去除效果最好,去除率为99.2%。经过动力学拟合分析,多孔碳对MB的吸附符合准二级动力学模型。热力学数据表明,此吸附是自发进行、吸热的物理吸附过程。经过5次循环吸附后,去除率为93%,表明多孔碳具有较好的循环可再生性能。(2)以玉米秸秆为碳源,通过水热法制备了碳量子点(CQDs)。通过透射电镜(TEM)傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等对材料的形貌结构等进行表征。碳量子点的平均尺寸为2.4nm,具有很好的水分散性,表面含有很多的含氧基团如OH,C=O,C-O-C等。以碳量子点为类Fenton催化剂,研究其对MB的降解效果。考察了催化剂加入量,MB初始浓度,H202加入量对MB降解率的影响。当H202加入量为6.68g/L,CQDs浓度为3.24g/L,MB初始浓度为10 mg/L,反应时间为180 min时对MB的降解效果最好,降解率为93.6%。经过动力学拟合分析,CQDs对MB的催化反应符合准一级动力学模型。(3)以尿素和三聚氰胺分别为原料经过煅烧制备了类石墨相氮化碳材料。SEM表征结果表明以尿素为原料制备出的类石墨相氮化碳(g-C3N4)具有更优异的片层形貌。将类石墨相氮化碳与碳量子点复合制备出类石墨相氮化碳/碳量子点(g-C3N4/CQDs)复合材料。制备的材料为类Fenton催化剂,采用超声-类Fenton技术相结合催化降解MB,g-C3N4/CQDs复合材料(降解率为91.2%)对MB的降解效果优于g-C3N4(降解率为15.5%)。考察了催化剂加入量,H202加入量和不同MB初始浓度条件下复合材料的催化性能,结果表明,催化剂加入量为0.66 g/L,氧化剂加入量为0.3388 g/L,MB初始浓度为10 mg/L,pH值为10.98时对MB的降解效果最好,降解率为97.1%。经过动力学拟合分析,g-C3N4/CQDs对MB的催化反应符合准一级动力学模型。催化剂经过4次循环后,降解率为90%,表明g-C3N4/CQDs复合材料具有较好的循环可再生性能。