【摘 要】
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近年来,含有大量未经处理的工业污染物的废水排放到地表水或地下水体中,造成了水环境的严重污染,其中染料废水中的罗丹明B和抗生素废水中的盐酸四环素等为主要污染物。光催化技术作为一种绿色环保的污染物治理技术,对此类有机污染物有较好的氧化降解作用,甚至可以完全矿化部分有毒的污染物。二氧化钛(TiO2)光催化剂由于成本低、无二次污染等优点具有较好的应用前景,但是TiO2的带隙宽度较宽(3.2 eV),只在紫外区光谱范围内存在光吸收,且粉末状TiO2回收困难,限制了在实际环境中的应用。因此,本研究以钛网为基体,原位生
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近年来,含有大量未经处理的工业污染物的废水排放到地表水或地下水体中,造成了水环境的严重污染,其中染料废水中的罗丹明B和抗生素废水中的盐酸四环素等为主要污染物。光催化技术作为一种绿色环保的污染物治理技术,对此类有机污染物有较好的氧化降解作用,甚至可以完全矿化部分有毒的污染物。二氧化钛(TiO2)光催化剂由于成本低、无二次污染等优点具有较好的应用前景,但是TiO2的带隙宽度较宽(3.2 eV),只在紫外区光谱范围内存在光吸收,且粉末状TiO2回收困难,限制了在实际环境中的应用。因此,本研究以钛网为基体,原位生长3D环绕的TiO2纳米管阵列,可以方便回收利用。同时,石墨相氮化碳(g-C3N4)作为窄带隙的二维纳米材料(2.7 eV),可以有效的弥补TiO2光响应的不足,但是该二元材料在研究过程中,依然存在电子空穴对复合率高的问题。一种新型具有良好导电性的二维材料MXene,作为助催化剂可以有效的促进光生电子的分离速率,进一步提高复合材料的光催化性能。
本研究采用阳极氧化法、化学气相沉积法成功地在Ti网上原位生长三元光催化剂g-C3N4/Ti3C2/TiO2纳米管阵列。通过采用不同的表征分析方法,如场发射扫描电子显微镜(FESEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、X射线粉末衍射(XRD)、UV-Vis漫反射光谱(DRS)、X射线光电子光谱(XPS)等来表征所制备的光催化剂的形态和光学性质。表征结果证明g-C3N4和Ti3C2的混合物均匀地分布在TiO2纳米管阵列的表面上。光化学分析表明,异质结构的形成会促进载流子的分离和转移,g-C3N4/Ti3C2/TiO2纳米管阵列的光电流密度是纯TiO2纳米管阵列的3倍。g-C3N4/Ti3C2/TiO2纳米管阵列对罗丹明B和盐酸四环素降解的反应速率常数分别为0.0370min-1和0.0091min-1,证明其去除效率分别比g-C3N4/TiO2纳米管阵列高约3倍和2倍。g-C3N4/Ti3C2/TiO2纳米管阵列在对RhB的5个循环降解后仍然具备高效的处理效率,显示出的很好的稳定性和方便回收利用的优点。此外,通过HPLC-MS对盐酸四环素的降解中间体进行分析,并探讨了TC-HCl的光催化降解机理。本研究提供了一种有效的方法来构建可重复使用且稳定性优异的三元光催化剂,以显着提高光降解活性。
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污水处理厂(WWTPs)在防止环境污染上扮演着重要的角色,活性污泥法作为其处理污水的核心技术,能够将污水中35%-65%的有机物通过分解代谢和同化作用转化为二氧化碳和水。因此,剩余活性污泥(WAS)已经成为污水处理过程中的主要副产物。另一方面,WAS中含有大量的有害物质,如果不及时进行正确处理,将会对我们人体健康和周围环境带来严重危害。除了这些有毒的物质,WAS同时富含大量有机物。其中大多数有机物可作为底物用于生物制氢。因此,利用剩余污泥生产氢气已经受到越来越多研究者的关注。
近年来,随着污泥预
光催化技术是一种环保高效的技术并在环境修复领域有广大的应用空间。当前,许多MOFs材料和基于MOFs的材料已经作为光催化剂用于污染物去除。UiO-66(NH2)是一种可见光响应的具有微孔结构的金属锆-有机框架材料,它拥有好的热稳定性,化学稳定性,大的比表面积等优点。然而,因其快速的电子-空穴对复合率和不足的太阳能利用能力,UiO-66(NH2)的光催化能力不能令人满意进而限制了其应用范围。目前,抗生素的污染现状和环境毒性,对生态环境和人体健康造成威胁。因此,本研究围绕改善UiO-66(NH2)的光催化性能
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