【摘 要】
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水资源短缺和水污染是全球面临的重大问题,传统的污水治理技术存在许多弊端,吸附-光催化降解协同作为一种绿色、清洁的净化手段,在污水处理方面具有一定的发展前景。选用活性炭纤维（ACF）作为吸附材料,考察了预处理方式、不同污染物、溶液p H等对活性炭纤维吸附性能的影响,对比了预处理前后对苯酚的再生能力,研究了炭纤维对苯酚的吸附动力学和热力学性能。研究表明,酸处理增加了活性炭纤维表面含氧官能团,表面结构发
【基金项目】
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河北省自然科学基金-河北省钢铁基金（B2020209008）； 河北省自然科学基金重点项目（B2020209017）；
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水资源短缺和水污染是全球面临的重大问题,传统的污水治理技术存在许多弊端,吸附-光催化降解协同作为一种绿色、清洁的净化手段,在污水处理方面具有一定的发展前景。选用活性炭纤维（ACF）作为吸附材料,考察了预处理方式、不同污染物、溶液p H等对活性炭纤维吸附性能的影响,对比了预处理前后对苯酚的再生能力,研究了炭纤维对苯酚的吸附动力学和热力学性能。研究表明,酸处理增加了活性炭纤维表面含氧官能团,表面结构发生改变,水处理去除炭纤维表面杂质,活性炭纤维在中性、酸性条件下,更利于小分子苯酚的吸附,对甲基橙等较大分子吸附较差。活性炭纤维对苯酚的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型。283.15 K时,酸处理活性炭纤维（ACF-1）吸附240 mg·L–1中性苯酚溶液50 m L,苯酚的最大吸附量为130.38 mg·g–1。通过水热法在活性炭纤维表面合成石墨烯气凝胶（GA）,GA在一定程度上提高了对苯酚的吸附性能,30 min对苯酚的吸附率为96.72%。采用水热法制备富氧空位的混合价态BiO2-x和BiO2-x/ACF-1复合催化剂,研究了BiO2-x和BiO2-x/ACF-1对苯酚吸附-光催化降解协同性能。BiO2-x丰富的氧空位有利于苯酚污染物的吸附,60 min达到吸附平衡,表面吸附的苯酚量约为Bi2O3的3倍。氧空位的引入拓宽BiO2-x光响应范围,吸收带边红移,有利于电子-空穴对的产生,可见光辐照90 min,生成的超氧自由基和空穴对苯酚实现完全降解。进一步将BiO2-x与Bi2WO6、Bi2O4、BiOI和Fe OOH等材料构成复合物,光催化活性受BiO2-x吸附性能的影响大,同时BiO2-x的Bi5+具有不稳定性,在降解过程中可能存在Bi5+到Bi3+的转换,影响光催化降解活性,BiO2-x更适合与不改变其价态的材料复合。BiO2-x/ACF-1复合催化剂将ACF-1优异的吸附性能和BiO2-x较高的光催化活性结合,构成吸附-光催化协同体系,0.0220 g复合催化剂1/4BiO2-x/ACF-1活性最好,对30 m L浓度为40 mg·L–1的苯酚溶液总的去除量为39.94 mg·g–1。图42幅;表8个;参101篇。
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