【摘要】：光催化與膜過程的整合是減少膜污染和改善膜性能的有前景和理想的替代方案。新型的光催化復(fù)合膜體系能夠在有效降解有機(jī)污染物的同時(shí),將粉體催化劑從液相中快速分離出來,是一種綠色環(huán)保、易于工業(yè)化生產(chǎn)的策略。本文通過構(gòu)建異質(zhì)結(jié)高效催化劑,采用簡單的相轉(zhuǎn)化法將催化劑固定在膜的孔道和表面,并表現(xiàn)出良好的催化活性。運(yùn)用X射線衍射儀、原子力顯微鏡、掃描電子顯微鏡、傅立葉變換分光光度計(jì)等表征方法,深入分析了光催化復(fù)合膜的微觀形貌、化學(xué)組成等,并結(jié)合上述分析推測可見光下降解機(jī)理。具體工作如下:(1)選用醋酸纖維素為膜基質(zhì),以Bi_2O_3/ZnS異質(zhì)結(jié)為功能材料,通過相轉(zhuǎn)化法制備了氧化鉍/硫化鋅-醋酸纖維素光催化膜(Bi_2O_3/ZnS-CA)。由于異質(zhì)結(jié)的特殊結(jié)構(gòu),Bi_2O_3/ZnS-CA膜在羅丹明B(RhB)處理中表現(xiàn)出了較高的效率。與單一光催化劑共混膜相比,Bi_2O_3/ZnS-CA膜的降解動(dòng)力學(xué)常數(shù)提高了4倍,降解效率提高約30%。此外,光催化膜表現(xiàn)出優(yōu)異的滲透通量(649.7 Lm~(-2)h~(-1))和大的孔隙率(69.94%)。Bi_2O_3/ZnS-CA膜為膜的功能化提供了新的視角,并且具有連續(xù)處理有機(jī)染料的巨大潛力。(2)選擇聚偏二氟乙烯(PVDF)作為膜基質(zhì),以石墨相氮化碳/磷酸銀(g-C_3N_4/Ag_3PO_4)為功能材料,通過相轉(zhuǎn)化法將g-C_3N_4/Ag_3PO_4異質(zhì)結(jié)牢固地固定在PVDF膜的內(nèi)部,從而構(gòu)建了一種具有防污性能的g-C_3N_4/Ag_3PO_4-PVDF多孔膜。通過SEM等手段分析微觀結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)納米復(fù)合光催化膜顯示出典型的多孔結(jié)構(gòu),并且g-C_3N_4/Ag_3PO_4異質(zhì)結(jié)在膜內(nèi)很好地分散。在可見光照射下,g-C_3N_4/Ag_3PO_4-PVDF膜對RhB溶液的去除效率達(dá)到97%,高于純PVDF膜(41%)和g-C_3N_4-PVDF膜(85%)。同時(shí),膜的純水通量和通量恢復(fù)率表明,g-C_3N_4/Ag_3PO_4-PVDF膜在結(jié)垢后經(jīng)過光照可以恢復(fù)部分通量,具備更好的抗污性。此外,制備的防污g-C_3N_4/Ag_3PO_4納米復(fù)合光催化PVDF多孔膜表現(xiàn)出優(yōu)異的可再循環(huán)性。因此,預(yù)計(jì)g-C_3N_4/Ag_3PO_4-PVDF膜可以為有效去除有機(jī)染料廢水提供節(jié)能策略,并且在未來具有很大的實(shí)際廢水處理潛力。
【圖文】：

TiO2也可以作為光催化劑降解水中污染物分子，但是其不能吸收太陽發(fā)射出來的光，這也就導(dǎo)致了 TiO2 在光催化領(lǐng)催化技術(shù)的原理化降解技術(shù)（PhotocatalysisTechnology）需要借助太陽光激發(fā)光催化材料，并且在相關(guān)的催化效應(yīng)或者轉(zhuǎn)化效應(yīng)的作用下，染物分子之間充分接觸并相互作用，使溶液中的水分子和溶解被氧化為具有降解能力的負(fù)離子，，這些離子就可以降解水中的分子了，其過程如圖 1 所示。該方法將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，染物去除徹底，安全穩(wěn)定，同時(shí)不會(huì)造成資源浪費(fèi)與附加污染能利用，減少能源損耗。目前限制光催化技術(shù)應(yīng)用的主要因素是否高效、穩(wěn)定、可控制。自然而然的，如何制備既符合環(huán)保般催化劑所不具備的特性的光催化劑，成為了當(dāng)今人類所追逐

結(jié)光催化復(fù)合膜的制備及其可見光下降解水中羅丹明 B 的性能研究負(fù)載方法（如抽濾法、原位生長法等）仍面臨光催化雜的難題。近年來，多巴胺仿生粘附改性材料的快速了良好的解決方案。利用多巴胺溫和的自聚合過程使，利用多巴胺仿生粘附原理能夠?qū)⒐獯呋瘎┩ㄟ^非共巴胺改性層表面。此外，由于聚多巴胺具有優(yōu)異的電巴胺的復(fù)合能夠有效提升光催化劑活性，從而提高光
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.2;O643.36;X703

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 吳云海;楊鳳;吳云影;;生物顆粒活性炭處理苯酚廢水[J];水資源保護(hù);2008年04期

2 王建宇;徐又一;朱寶庫;;高分子催化膜及膜反應(yīng)器研究進(jìn)展[J];膜科學(xué)與技術(shù);2007年06期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張玉云;ZrO_2、TiO_2/PVDF雜化膜材料的制備及其過濾性能的研究[D];清華大學(xué);2010年

本文編號：2589295