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染料废水因高溶解性和稳定性,在治理方面十分棘手。为应对日益严重的染料废水污染,现阶段急需研究一种全面有效的治理染料废水的新型材料或技术。金属有机骨架(MOFs)作为近年来发展迅猛的一类重要的新型多孔材料,因制备方式多样,配体及中间金属离子可控,使得金属有机骨架在众多研究方向拥有广泛的利用前景,MIL-100(Fe)作为一种常见易合成MOFs,将其应用于催化方向引起了材料科研工作者的广泛关注。本文以制备MIL-100(Fe)复合光催化剂为研究重心,通过选择合适的方法,合成了窄带氮化碳CNFs/MIL-100(Fe)和炭气凝胶CA/MIL-100(Fe)复合光催化剂,有效地提高了光诱导电子空穴对的分离效率,获得了高效可见光驱动复合光催化剂。取得具体成果如下:1.为寻找一种周期较短,操作简单且成本低,并能具有良好的光降解染料能力的金属有机骨架MIL-100(Fe),分别用sol-gel(溶胶-凝胶法),水浴法,高压水热法制备了三种MIL-100(Fe)。通过对制备催化剂样品的表征研究各项性能。相比之下,三种金属有机骨架表面积大,传统的孔隙材料不能与之相比。采用水浴法制备的金属有机骨架催化剂,比表面大,孔隙多,经其他材料修饰后则是一种较为理想的光催化材料,其降解染料的成本会大大降低,所以将水浴法作为制备复合金属有机骨架催化剂的研究重点。2.以水浴法合成的MIL-100(Fe)为载体,进一步研制CNFs/MIL-100(Fe)金属有机骨架复合光催化剂。用各种表征手段研究了复合催化剂的微观构造和表面形貌。并对制备的CNFs/MIL-100(Fe)复合金属有机骨架在可见光下对罗丹明B进行降解测试,探究CNFs/MIL-100(Fe)可见光下降解罗丹明B的反应机理。经过实验结果表明,CNFs/MIL-100(Fe)复合金属有机骨架光催化剂相比纯的MIL-100(Fe)催化活性得到显著的提高。CNFs掺杂量的变化对MIL-100(Fe)复合金属有机骨架光催化剂的影响得到系统的研究,并得到当掺杂量为1.5wt%的MIL/CNFs复合金属有机骨架光催化剂的活性达最大值,96%的RhB在可见光下被降解,并且具备较好的稳定性,这归因于CNFs和MIL-100(Fe)之间的协同作用:伴随CNFs的引入,提高了光生电子空穴对的分离效率,降低了电子空穴对的复合率,同时催化剂的光腐蚀性也会下降。所以,所制备的CNFs/MIL-100(Fe)复合催化剂对染料降解有较大的应用前景。3.通过生物质碳基气凝胶(CA)与金属有机骨架MIL-100(Fe)结合,两者之间的协同效应加强MIL-100(Fe)在吸附与光催化的性能。利用XRD、FT-IR、SEM、EDS等手段对纳米粒子的理化性质和光催化性能进行研究。经分析,CA/MIL-100(Fe)表现出优异的光吸收性能,其中CA/MIL-100(Fe)-0.5wt%具备比单体更大的吸附性能和光催化性能,其对RhB染料的降解能达到97%。该复合催化剂以生物质碳基气凝胶为原料,成本低,耐腐蚀,是一种节能减排的新材料。