難降解有機(jī)污染物由于其生物毒性、持久性對全球環(huán)境和人類健康造成嚴(yán)重威脅和傷害。如何有效去除難降解有機(jī)物一直是我們面臨的一個重要挑戰(zhàn)。高級氧化技術(shù)（Advanced Oxidation Processes,AOPs）是處理難降解有機(jī)污染物最有效的方法之一,具有操作簡單、污染物降解效率高等優(yōu)點,但普遍存在能耗高、成本高等問題。本研究制備了新型低成本氮化碳材料并將其分別用作光催化劑和產(chǎn)硫酸根自由基的非均相催化劑,實現(xiàn)了有機(jī)污染物的高級氧化降解。首先研究了基于碳化碳納米球的光催化過程。以氰胺為前驅(qū)體,通過硬模板法成功制備了多孔氮化碳納米球光催化材料（MCNS）。該材料表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化性能,能在可見光照射條件下氧化降解雙酚A。并且,MCNS具有非常優(yōu)越的循環(huán)穩(wěn)定性。通過分析MCNS的結(jié)構(gòu)、組成、能帶結(jié)構(gòu),闡明了 MCNS相對于傳統(tǒng)塊狀碳化碳材料的光催化性能增強(qiáng)機(jī)制:首先,MCNS具有很高的比表面積,不僅可以促進(jìn)反應(yīng)底物與催化劑之間的傳質(zhì),而且可以提供更多的活性位點用于產(chǎn)生光生載流子;第二,MCNS的禁帶寬度較窄,不但增加了光生載流子量,而且擴(kuò)大了對可見光譜的吸收范圍;第三,MCNS采用氰胺作為... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２光催化降解污染物的關(guān)鍵步驟??

過渡金屬離子活化ＰＭＳ的機(jī)理與傳統(tǒng)Ｆｅｎｔｏｎ法類似，是利用過渡金屬離子??傳遞電子給ＰＭＳ使０－０鍵斷裂而產(chǎn)生Ｓ〇４＇該反應(yīng)通常在常溫下就可以進(jìn)行，??不需要外加能量，其反應(yīng)機(jī)理如圖１．３所示［４］，相比紫外線和超聲活化ＰＭＳ，??過渡金屬活化ＰＭＳ有很大的優(yōu)越性。Ａｎｉｐｓｉｔａｋｉｓ和Ｄｉｏｎｙｓｉｏｕ利用不同過渡金屬??激活ＰＭＳ降解對２，４－二氯苯酚（２，４－ＤＣＰ），發(fā)現(xiàn)過渡金屬激活ＰＭＳ的催化性??能從低到高遵循以下順序：Ｎｉ２＋?＜?Ｆｅ３＋?＜?Ｍｎ２＋?＜?Ｖ３＋?＜?Ｃｅ３＋?＜?Ｆｅ２＋?＜?Ｒｕ３＋?＜??Ｃｏ２＋［４６］。??了?ｒａｎｓｉｔｉｏｎ?ＩＶＩｅｔａｌｓ??Ｉ?Ｉ??Ａｑｕｅｏｕｓ?Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ??〇乂。＇＋?Ｍｎ＋—Ｍ（ｎ＋１）＋＋?〇＞（．??？ｚｊ??Ｈ２０?＋?ｃｏ２?＋?ｓｏ／．』領(lǐng)滅職鄉(xiāng)?〇評Ｃ??？?ｂｙ－ｐｒｏｄｕｃｔｓ?嗎?Ｃｏｒｎ?ｐｏｕｎｄｓ??圖１．３均相過度金屬活化ＰＭＳ機(jī)理??過渡金屬活化ＰＭＳ的機(jī)理主要是過渡金屬與ＰＭＳ形成各種配合物，包括無??硫配合物、硫主導(dǎo)配合物以及同時含氧和硫的配合物。Ｃｕ２＋等其他過渡金屬離子??和ＰＭＳ結(jié)合則更易形成同時含氧和硫的配合物，Ａｇ＋與ＰＭＳ則會形成氧主導(dǎo)的??配合物。Ｃｏ２＋和ＰＭＳ能夠形成硫主導(dǎo)的配合物，相對于含氧配合物，硫主導(dǎo)的??配合物具有更強(qiáng)的反應(yīng)活性，因此所有過渡金屬離子中Ｃｏ２＋對ＰＭＳ的催化活性??最高。Ｃｏ２＋與ＰＭＳ的反應(yīng)機(jī)理如下所示：??Ｃ

非均相催化劑可以很容易從水相中分離出來，不僅可以減少對環(huán)境的危害??而且可以循環(huán)使用。目前，用于非均相催化ＰＭＳ的催化劑一般有過渡金屬氧化??物與非金屬催化劑（如碳基催化劑）等，其催化機(jī)理如圖１．４所示［４９］。ＰＭＳ從??過渡金屬氧化物或碳基催化劑表面獲得一個電子，其０－０鍵斷裂，產(chǎn)生Ｓ〇４一，??８??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Combination of heterogeneous Fenton-like reaction and photocatalysis using Co–TiO2 nanocatalyst for activation of KHSO5 with visible light irradiation at ambient conditions[J]. Qingkong Chen,Fangying Ji,Qian Guo,Jianping Fan,Xuan Xu.  Journal of Environmental Sciences. 2014(12)



本文編號：2935903