伴隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展和工業(yè)化的進步,環(huán)境中的有機污染物危害已經(jīng)越來越成為人們關(guān)注的問題。多孔石墨烯（PG）是一類具有納米級空隙、合適的能帶帶隙以及石墨烯固有屬性的碳材料,因而其在吸附和光催化降解污染物方面具有巨大的潛力。普魯士藍類似物（PBAs）是一類具有組成可控、比表面積大的多孔配位聚合物,在催化、吸附以及氣體儲存等方面應(yīng)用廣泛。本論文旨在選取以PG和PBAs為研究對象,以理論化學計算手段研究改性的PG吸附和光催化降解揮發(fā)性有機污染物（VOCs）以及PBAs催化氧化降解水中有機物雙酚A。主要的研究內(nèi)容和結(jié)果如下:（1）以金屬鋁對PG單層材料進行修飾,系統(tǒng)研究了PG和金屬鋁修飾的多孔石墨烯（Al-PG）對含氧揮發(fā)性有機物（OVOCs）的吸附及其吸附機理。結(jié)果表明,PG材料對OVOCs分子具有良好的吸附性能。然而,Al-PG材料對含羰基揮發(fā)性有機物（CVOCs）的吸附能相比于PG提高了近2倍,但其他OVOCs在鋁修飾前后變化不大。通過電子結(jié)構(gòu)進一步分析（包括PDOS、電子密度分布和Mulliken電荷分布）,我們發(fā)現(xiàn)羰基基團可以通過C-Al鍵的形成來吸引鋁原子,從而使CVOCs與Al-P... 

【文章來源】：廣東工業(yè)大學廣東省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 有機污染物的危害及其處理技術(shù)概述
        1.1.1 引言
        1.1.2 揮發(fā)性有機污染物危害及其處理技術(shù)
        1.1.3 水中有機污染物危害及其處理技術(shù)
    1.2 多孔石墨烯及其在去除揮發(fā)性有機污染物中的吸附和光催化技術(shù)應(yīng)用概述
        1.2.1 多孔石墨烯概述
        1.2.2 多孔石墨烯在去除揮發(fā)性有機污染物中的吸附和光催化技術(shù)潛在應(yīng)用
    1.3 普魯士藍類似物及其在水處理中的催化氧化應(yīng)用概述
        1.3.1 普魯士藍類似物概述
        1.3.2 普魯士藍類似物在水處理中的催化氧化應(yīng)用
    1.4 本論文的選題意義及研究內(nèi)容
第二章 理論基礎(chǔ)與計算方法
    2.1 引言
    2.2 薛定諤方程及其近似求解
        2.2.1 薛定諤方程
        2.2.2 Born-Oppenheimer近似和Hartree-Fock近似
    2.3 密度泛函理論
        2.3.1 Thomas-Fermi-Dirac模型
        2.3.2 Hohenberg-Kohn定理
        2.3.3 Kohn-Sham方程
        2.3.4 交換關(guān)聯(lián)泛函
        2.3.5 基組和贗勢
        2.3.6 范德華力的計算
    2.4 本論文所采用的基于密度泛函理論的計算軟件包
        2.4.1 DMol3 模塊
        2.4.2 CASTEP模塊
第三章 金屬鋁修飾的多孔石墨烯對含羰基VOCs吸附增強機理的理論研究
    3.1 引言
    3.2 計算方法與參數(shù)設(shè)置
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 Al修飾的多孔石墨烯材料的幾何和電子性質(zhì)
        3.3.2 多孔石墨烯及Al修飾的多孔石墨烯材料對不同VOCs分子的吸附
        3.3.3 多孔石墨烯對OVOCs分子的吸附
        3.3.4 Al修飾的多孔石墨烯對OVOCs分子的吸附
        3.3.5 Al修飾的多孔石墨烯對CVOCs分子的吸附加強機制
    3.4 本章小結(jié)
第四章 DFT計算研究摻硫多孔石墨烯對典型VOCs降解的光催化性能
    4.1 引言
    4.2 計算方法與參數(shù)設(shè)置
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 摻硫多孔石墨烯幾何結(jié)構(gòu)與電子性質(zhì)
        4.3.2 摻硫多孔石墨烯的帶邊位置
        4.3.3 摻硫多孔石墨烯對氧氣和水的吸附
        4.3.4 摻硫多孔石墨烯對典型VOCs的吸附
        4.3.5 摻硫多孔石墨烯的光學性質(zhì)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于實驗結(jié)果對普魯士藍類似物催化活化H_2O_2降解水中有機污染物的理論研究
    5.1 實驗背景
    5.2 計算主要內(nèi)容
    5.3 計算方法與參數(shù)設(shè)置
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 Fe-Co PBAs晶面表面能
        5.4.2 Fe-Co PBAs形貌與其活性的關(guān)系
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 本論文的創(chuàng)新性
    6.3 不足與展望
參考文獻
攻讀學位期間的論文
致謝



本文編號：3174993