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随着经济与社会的发展,水资源污染越来越严重,染料的大量使用更是加剧了水资源的短缺。染料废水不仅对水资源造成严重破坏,对人体健康也构成一定的威胁。出于民生和发展角度来说,必须对染料废水进行严格的处理。除了避免染料废水的乱排放,还要利用有效的科学技术来解决当前已造成的染料污染。本文对目前国内外染料废水处理技术进行简单分析与归纳总结,提出了最近在环境与能源领域比较热点的光催化方法。光催化方法有高效、绿色环保、操作简单等优点,对未来解决有机物污染有着广阔的前景。具有适当的带隙、优异的稳定性和成本低等特点的非金属聚合物半导体氮化碳(g-C3N4)已经引起了科学家们广泛关注。然而,较低的量子效率极大地限制了g-C3N4的实际应用。可以将g-C3N4与合适的光催化剂复合构建异质结。异质结的形成有利于光生电荷的转移与分离,抑制光生电子和空穴的复合从而提高其量子效率。本论文采用水热法制备了g-C3N4/CdWO4、MnWO4/g-C3N4、g-C3N4/O-doped ZnIn2S4三种异质结并通过降解染料来评价其光催化效果。取得的成果主要有以下三个方面:(1)利用水热法制备了g-C3N4/CdWO4纳米复合材料,通过一系列表征证明了棒状CdWO4均匀地负载在层状g-C3N4表面。异质结的形成有利于g-C3N4表面光生电子和空穴的分离,让更多的活性物种参与有机物的氧化还原反应,从而提高其光催化活性。当异质结中CdWO4的含量为20%时,复合材料表现出最好的降解效果,在180 min可见光下对罗丹明B的降解率为94%,表现出了很好的脱色效果。经过四次循环后,异质结对罗丹明B的降解没有明显地降低依,证明了异质结良好的稳定性。通过捕获实验和ESR表征实验我们提出了g-C3N4/CdWO4的降解机理。(2)通过水热法合成了MnWO4/g-C3N4纳米复合材料,通过一系列表征证明了花状MnWO4均匀地负载在层状g-C3N4表面。当MnWO4的负载量为10%时,复合光催化剂的活性最高,分别是纯g-C3N4和MnWO4降解率的2.3倍和12.7倍。可见光下,10%MnWO4/g-C3N4异质结在4 h可见光下内对罗丹明B的降解率为73%,表现出了很好的脱色效果,经过四次循环实验,异质结的光催化活性没有明显地降低,表现出了催化剂良好的稳定性,有利于工业应用。通过捕获实验和ESR表征实验我们提出了MnWO4/g-C3N4的降解机理。(3)通过水热法制备了g-C3N4/O-doped ZnIn2S4纳米复合材料,通过XPS证明了Zn In2S4中晶格氧的存在。HRTEM验证了片状氧掺杂的Zn In2S4成功地负载在层状g-C3N4的表面。当g-C3N4的负载量为20%时,复合材料对罗丹明B表现出了最好的降解率。在20 min可见光下,20%g-C3N4/O-doped Zn In2S4对罗丹明B的降解率为97%,表现了很出色的降解效果,且在四次循环后降解效果没有明显地降低,体现了光催化剂良好的稳定性。