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碳基纳米材料有着独特的结构和优异的吸附能力,常被用于去除各种污染物的研究和应用中,但碳基吸附材料的发展主要面临两个问题:一是对污染物的吸附量有限,二是不能够长期有效的使用。为解决这两个问题,许多科研人员不断提高碳基材料的吸附能力,并通过一系列再生方法使其能够达到循环使用的效果。本文针对目前碳基吸附材料所存在的问题,分别做了以下研究工作:(1)制备了以膨化材料为基体的活性炭(EX-AC)。分别选玉米、膨化玉米为原材料,依次通过碳化、1+1磷酸溶液改性、高温活化等步骤制备活性炭。结果表明:膨化后活性炭(EX-AC)比未膨化活性炭(AC)比表面积增加131%,在投加量为1g/L的条件下,对甲基橙的吸附能力增加了73.24%,其最大吸附量为127.05mg/g。并探究了干扰EX-AC材料对甲基橙吸附性能的若干因素,浓度从100mg/L上升至150mg/L时,去除率下降23.62%;温度从20℃上升到50℃,去除率上升9.5%;溶液pH值从4.5上升到9.5时,去除率下降14.7%;氯离子浓度从0增加到0.5mol/L时,去除率下降7.3%。对实验数据进行动力学方程和热力学方程拟合,发现EX-AC对甲基橙吸附过程十分接近于拟二级吸附动力学和Langmiur吸附等温线,而且可以自发进行。此外,又对EX-AC材料进行了吸附氯霉素探究实验,结果发现,投加量在1g/L时,EX-AC对氯霉素吸附率达到97.14%,最大吸附当量为97.68mg/g。(2)制备了硫脲掺杂的二氧化钛(SX-TiO2)光催化材料。以四氯化钛和不同质量的硫脲制备混合溶液,通过向混合溶液中添加氨水至中性,然后将沉淀出的SX-TiO2前驱体在马弗炉中煅烧,即制备出硫脲掺杂的二氧化钛,当四氯化钛溶液为4mL,硫脲用量为3g时(即S3-TiO2),其在可见光下表现出了优异的催化降解甲基橙的能力。通过Tauc图法计算出S3-TiO2的禁带能量为2.4ev,这一数值远小于纯TiO2(3.2ev);以汞灯作为光源,对S3-TiO2复合材料进行光催化性能探究,在130min之内对甲基橙的去除率达到96%;通过自由基抑制实验来分析光催化原理,发现·O2-、h+、·OH自由基对光催化效果都有很大的影响,其中·O2-的影响最大;经过4次循环实验,S3-TiO2对甲基橙的去除能力略有下降,但仍可达到87.2%。(3)通过超声-煅烧的方法将EX-AC和S3-TiO2按照一定的比例复合在一起,对复合材料的吸附、吸附-光催化和光催化再生性能进行了研究。结果表明:在EX-AC与S3-TiO2的比例为4:1时,复合材料不但保留了优异的吸附性能,而且能够通过光催化实现再生,当再生溶液pH值为3.5时,在UV光下照射12h,吸附效果恢复至原来的79.8%,经过四次吸附-光催化再生-吸附循环实验,发现其吸附和再生性能比较稳定。