【摘要】：近年來,隨著科技的迅猛發(fā)展以及人們對生活水平要求的不斷提高。能源與環(huán)境問題成為人們關注的焦點,而水環(huán)境對生產(chǎn)活動和生活起著不可忽視的作用。然而污水的排放以及其它污染問題日益突出,這不僅影響到人的健康與經(jīng)濟發(fā)展也違背了人與自然和諧發(fā)展的理念。目前水污染處理的方法雖然有很多,但有些方法由于成本高、周期長等問題在一定程度上限制了它們的廣泛應用。本文基于水污染以及處理的現(xiàn)實問題做以下研究工作:(1)銅納米粒子(Cu NPs)采用簡便且周期較短的方法合成,并且探究了合成過程中加入氨水和苯酚對產(chǎn)物的影響。用X射線衍射儀、場發(fā)射掃描電鏡以及透射電子顯微鏡研究發(fā)現(xiàn)加入氨水和苯酚后形成的是粒徑約為32 nm的且表面粗糙的銅納米粒子而不含氨水和苯酚合成的是氧化亞銅粒子且表面光滑。因此,在合成的過程中氨水和苯酚的加入阻止了銅納米粒子被進一步氧化成亞銅粒子并且使形成的銅納米粒子的粒徑小、表面粗糙。研究了Cu NPs作為催化劑降解環(huán)境中的有機污染物,其中包括對硝基苯酚(4-NP)、羅丹明B(RhB)、亞甲基藍(MB)和甲基橙(MO)的催化降解研究并得出Cu NPs在相同條件下,對四種環(huán)境污染物的催化降解快慢的順序為MBMO4-NPRhB。紫外可見分光光度計被用來記錄不同有機染料的降解過程以及在不同溫度下的催化降解情況,最后計算不同溫度下的催化降解速率及反應速率常數(shù)探索溫度對催化降解的影響。(2)運用簡便非煅燒的方法合成分散性較好且具有抗氧化性的CuCl納米粒子(CuCl NPs)并將其應用在有機污染物和染料的催化降解。通過簡潔溫和的水熱合成法制備了有抗氧化性的CuCl NPs。為進一步探索合成氯化亞銅的催化降解性能,在硼氫化鈉存在下,合成的CuCl NPs作為催化劑用于催化降解對硝基苯酚污染物和羅丹明B染料。本章中,場發(fā)射掃描電子顯微鏡,透射電子顯微鏡等光學儀器被運用來描述制備CuCl NPs的特征,并且證明催化降解對硝基苯酚和羅丹明B的反應過程都遵循準一級動力學方程式。根據(jù)準一級動力學公式可知,在292 K溫度下,對硝基苯酚和羅丹明B催化降解過程的準一級動力學常數(shù)分別為0.44 min~(-1)和1.00 min~(-1)。另外,合成的CuCl NPs對同時包含有對硝基苯酚污染物和羅丹明B有機染料溶液的催化降解情況也被探究。經(jīng)過以上測試得出,正如我們所期待的那樣,合成的CuCl NPs具有催化降解績效高并且循環(huán)使用五次后的CuCl NPs仍具有很好的催化性能,CuCl NPs可能的循環(huán)機理被描述。CuCl NPs的這些性能使它在環(huán)境保護或者其他領域擁有很大的應用前景。(3)復合催化劑的優(yōu)點及催化性能有單一催化劑不能達到的效果。因此被許多研究者所熱衷。本章通過一系列探索運用簡潔的水溶液中還原的合成方法,成功制備出具有不同形貌的銅-氧化亞銅(Cu/Cu_2O)復合物。隨后,將合成的復合物Cu/Cu_2O運用在處理水中有機污染物的催化降解,其中包括硝基酚類和偶氮類有機染料。通過對它們最大吸收波長處吸光度的降低來評估合成復合材料的催化降解能力,對于各種有機污染物的催化降解來說菱形的Cu/Cu_2O比正方體Cu/Cu_2O的催化性能好,且隨著溫度的降低菱形的Cu/Cu_2O的催化性能優(yōu)勢更顯著。最后,本章中制備的兩種不同形貌的Cu/Cu_2O復合物粒子對催化降解有機污染物的催化活性與Cu NPs進行對比并得出Cu/Cu_2O復合物比單一的Cu NPs的催化性能高。(4)錳/鎳修飾的氯化亞銅被合成,并通過X射線衍射儀、X射線光電子能譜和EDS能譜分析進行確定。隨后將錳和鎳分別和同時修飾的氯化亞銅作為催化劑,催化有機污染物(4-NP和RhB)的降解并與未修飾的氯化亞銅作比較。結果顯示,在相同條件下對4-NP的催化降解活性順序為Ni/Mn-CuClMn-CuClCuClNi-CuCl,對RhB的催化降解活性順序為Ni-CuClMn-CuClNi/Mn-CuClCuCl,這可能是由于污染物本身結構導致的。 【學位授予單位】：河南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O643.36;TB383.1

【圖文】：

圖 1-1 析氧反應所需催化劑的機理圖。所周知，由于二氧化碳（CO2）在大氣中積累將會吸收熱量，與此同時，度也會隨之升高。近年來，化石燃料的過度消耗導致了大量的溫室氣體被放到大氣中導致的全球環(huán)境危機引起了廣泛的關注。通過各種方法將半導催化劑，然后將合成的光催化劑把二氧化碳合成有價值的化石燃料，例如H，CH2O，和 CH3OH。這種方法不僅解決了溫室效應而且有效的緩解了能ang Low 等人就將 TiO2以及表面修飾后的 TiO2作為光催化劑催化 CO2還原。[4]光催化劑材料也可用于處理廢水。吸附處理廢水的方法由來已久，由、易操作以及獲得原材料廣等優(yōu)點而被廣泛采用。然而，采用吸附處理后很好的達到商業(yè)水平并且單一的吸附不能處理所有的污染物。[5]近些年來出現(xiàn)在一定程度上彌補了吸附方法的缺陷。光催化降解有毒的有機污染物各類有毒廢水中，用光催化劑材料降解染料的機理有兩種常見的解釋，其電子空穴對產(chǎn)生的自由電子氧化，這些電子空穴對是在光催化劑的表面產(chǎn)

近年來，化石燃料的過度消耗導致了大量的溫室中導致的全球環(huán)境危機引起了廣泛的關注。通過各種方法然后將合成的光催化劑把二氧化碳合成有價值的化石燃料和 CH3OH。這種方法不僅解決了溫室效應而且有效的緩解人就將 TiO2以及表面修飾后的 TiO2作為光催化劑催化 CO化劑材料也可用于處理廢水。吸附處理廢水的方法由來已以及獲得原材料廣等優(yōu)點而被廣泛采用。然而，采用吸附到商業(yè)水平并且單一的吸附不能處理所有的污染物。[5]近定程度上彌補了吸附方法的缺陷。光催化降解有毒的有機廢水中，用光催化劑材料降解染料的機理有兩種常見的解對產(chǎn)生的自由電子氧化，這些電子空穴對是在光催化劑的吸附在光催化劑表面，然后與激發(fā)的電子對或者羥基自由載在石墨烯上作為光催化劑降解 MB/MO 的機理圖。

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