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黄药捕收剂是硫化矿最有效最常用的捕收剂,然而残留在选矿废水中的黄药不仅严重影响矿区周边的生态环境,而且可以通过生物链进入人体,损害人体的神经系统和肝脏系统。因此,有效处理低浓度、高毒性的黄药废水对矿山及其周边环境的保护具有重要的意义。本文针对黄药废水对环境的污染问题,对可见光催化材料bulk g-C3N4进行结构裁剪,制备二维g-C3N4纳米片,分别利用溶剂极性诱导定向自组装和金属离子掺杂,制备了g-C3N4微米球和(Mo、K)掺杂的二维g-C3N4纳米片。揭示了g-C3N4光催化材料的形貌及结构与光催化量子效率的构效关系,并对其光催化降解黄药废水性能与产氢活性进行了系统研究。采用上述结构增效方法后,分别制成的g-C3N4微米球和二维金属离子共价g-C3N4纳米片,增多了表面活性位点,拓宽了光谱的吸收范围,提高了光生电荷的传输效率。(1)以g-C3N4的形貌调控和结构增效为出发点,采用低温溶剂回流法,利用溶剂极性诱导效应,在不同极性的溶剂中进行二维g-C3N4的自组装。系统地研究了溶剂的极性与碳链结构对g-C3N4纳米片自组装形貌结构的影响。讨论了自组装g-C3N4的形貌结构和光电性能之间的关系。系统分析了二维g-C3N4纳米片自组装类球形结构的形成机理与光催化反应机理。评价了g-C3N4自组装光催化剂的产氢性能,其中类球形g-C3N4光催化材料的产氢速率为30.67μmol/h,约为非自组装bulk g-C3N4的10倍。并将其应用于异丁基钠黄药废水的降解,可见光照射6小时后,异丁基钠黄药的降解率高达96.08%,显示出优异的光催化降解选矿黄药废水的性能。(2)从调控g-C3N4的能带结构、拓宽光谱响应范围、提高量子效率的研究角度出发,选用简单的球磨bulk g-C3N4和金属化合物,再利用空气氧化蚀刻球磨混合物,分别制备了金属Mo、K掺杂的二维g-C3N4纳米片光催化材料。通过金属离子的掺杂,形成金属离子共价g-C3N4纳米片,有效地拓宽了光谱吸收范围,提高了光生电荷的传输能力。研究了金属离子掺杂二维g-C3N4纳米片光催化材料在可见光照射下光催化降解选矿黄药废水行为,考察了选矿黄药废水的浓度、pH值和反应时间对黄药光催化降解效果的影响,结果表明最优化的参数为:黄药初始浓度为50 mg/L,pH=7,反应时间为6小时,此条件下利用Mo、K掺杂的二维g-C3N4纳米片光催化材料分别降解选矿黄药废水,降解率分别为90.12%和93.26%,都具有优异的光催化降解选矿黄药废水的性能。