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染料废水的特殊复杂性,色度高、碱性大、COD耗氧量大、污染水域广、组成成分复杂,使染料废水的处理难度不断加大,因此染料废水长期以来都是世界上各国难以处理和亟待解决的工业废水。光催化技术能够实现有机物的降解与矿化,具有反应速度快,工艺成本低,运行条件温和、不产生二次污染的优点,在国际方面,有机污染物处理的方法应用研究中光催化法已成为最活跃的领域之一,同时也是最具应用潜力的一个方向。氧化亚铜禁带宽度约为2.17eV,能够被可见光激发,能量转化率理论上可达12%,使其具有良好的光催化活性、吸附性及其他催化活性,但是氧化亚铜光催化剂仍然存在光催化活性不足、光稳定性不足以及光生电子和空穴易复合的缺点,制约了其在实际环境污染治理中的应用。针对日趋严重的染料废水带来的环境危害以及氧化亚铜光催化剂光催化活性不足、光稳定性不足以及光生电子和空穴易复合的缺点,本文采用有机酸为结构调控剂和配位络合剂,抗坏血酸为还原剂,采用低温液相沉淀法制备纳米氧化亚铜光催化剂,然后采用原位复合法制备氧化亚铜/还原石墨烯光催化剂,考察了合成条件和光催化反应条件对氧化亚铜光催化剂和氧化亚铜/还原石墨烯光催化剂光催化降解甲基橙染料性能的影响,对氧化亚铜光催化剂和氧化亚铜/还原石墨烯光催化剂的光催化降解染料动力学、循环再利用性能进行了研究,对氧化亚铜光催化剂和氧化亚铜/还原石墨烯光催化剂的光催化降解染料机理进行了初步探讨,采用多种现代分析测试手段对氧化亚铜光催化剂和氧化亚铜/还原石墨烯光催化剂的结构和形貌进行了表征,得到具有较高可见光光催化降解染料性能和循环再利用性能的氧化亚铜光催化剂和氧化亚铜/还原石墨烯光催化剂。主要研究工作如下:1、X射线衍射(XRD)图谱表明制备的氧化亚铜光催化剂以及Cu2O/rGO光催化剂均出现氧化亚铜特征衍射峰,没有出现氧化铜和零价铜的特征衍射峰,说明制备的光催化剂主要成分为高结晶度的氧化亚铜。还原温度为20 oC、铜离子/还原剂物质的量比例=1:1以及铜离子/邻苯二甲酸物质的量比例为1:1.1制备的氧化亚铜光催化剂晶面衍射峰更加尖锐、衍射峰强度更大。与采用有机酸辅助调控制备的氧化亚铜光催化剂XRD谱图相比较,Cu2O/rGO光催化剂的特征衍射峰有所变宽、衍射峰强度有所变低。场发射扫描电镜图(FESEM)表明氧化亚铜光催化剂具有多孔结构,形状为球形,粒径为20-40 nm,形貌和粒径比较均匀,分散性较好。Cu2O/rGO光催化剂具有多孔结构,平均粒径为50 nm的氧化亚铜粒子沉积在具有层状或片状结构的还原石墨烯表面。EDX能谱谱图表明氧化亚铜光催化剂具有铜和氧原子,其中铜原子和氧原子的原子比为1.91:1,与氧化亚铜的铜原子与氧原子的原子比2:1比较接近。Cu2O/rGO光催化剂FT-IR谱图出现Cu2O和rGO的特征吸附峰,初步表明本文制备的Cu2O/rGO光催化剂具有目标结构。2、考察了合成条件对氧化亚铜光催化剂和Cu2O/rGO光催化剂光催化降解染料性能的影响,最佳合成条件分别为还原温度为20oC、反应pH为6、还原反应时间为1.5 h、铜离子/还原剂物质的量比例=1:1以及铜离子与有机酸摩尔比为1:1.1;氧化石墨烯的用量为4%、反应pH为5、还原反应温度为20oC、还原反应时间为2h、铜离子/还原剂物质的量比例=1:1。考察了光催化条件对氧化亚铜光催化剂和Cu2O/rGO光催化剂光催化降解染料性能的影响,甲基橙染料初始浓度增加,降解性能呈不断降低的趋势。氧化亚铜光催化剂和Cu2O/rGO光催化剂光催化降解染料适合在中性条件下进行,随着光催化剂用量的增加,光降解染料性能呈现不断增加但幅度趋缓的趋势。氧化亚铜光催化剂和Cu2O/rGO光催化剂光催化降解甲基橙染料过程进行准一级动力学方程拟合,拟合相关系数分别为0.9615和0.9346,准一级动力学速率常数k分别为0.09427 min-1和0.04868 min-1。循环利用实验表明,循环五次以后仍能有较好的降解性能。3、氧化亚铜光催化剂和Cu2O/rGO光催化剂的N2吸附-脱附等温线均为具有典型滞后环的IV类型等温线,氧化亚铜光催化剂的比表面为26.53 m2/g,最可几孔径为2.5 nm,平均孔径大小为15.5 nm。Cu2O/rGO光催化剂的比表面为23.94m2/g,Cu2O/rGO光催化剂的最可几孔径为2.6 nm,平均孔径在17.28 nm。氧化亚铜光催化剂和Cu2O/rGO光催化剂在可见光区和紫外光区均有较强的吸收,氧化亚铜光催化剂和Cu2O/rGO光催化剂的能隙分别为2.04 eV和1.99 eV,对应的吸收边分别为607.8 nm和623 nm。没有加入邻苯二甲酸调控制备的氧化亚铜光催化剂以及未加入氧化石墨烯制备的氧化亚铜光催化剂在467 nm处显示较强的荧光发射峰,采用邻苯二甲酸作为配位络合剂和结构调控剂制备的氧化亚铜光催化剂和采用氧化石墨烯原位复合制备的Cu2O/rGO光催化剂的荧光发射强度有所降低。氧化活性种对氧化亚铜光催化剂和Cu2O/rGO光催化剂光催化的贡献大小顺序为:空穴(h+)>超氧离子自由基(O2-·)>羟基自由基。