硼碳氮（BCN）是一種新型的無機合成材料,具有與氮化硼（BN）相似的立方和六方結(jié)構(gòu)。其中六方BCN的性質(zhì)介于石墨和六方BN之間,可通過結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的控制有效地調(diào)節(jié)帶隙的寬度和相應(yīng)的理化性能,被廣泛地應(yīng)用于電子器件、催化劑以及超級電容器的儲能材料。近年來,各類水質(zhì)污染問題日益惡化,嚴(yán)重威脅到生態(tài)安全和人類的生命健康。利用化學(xué)和物理方法有效地去除水中的污染物成為近年來研究的熱點。在現(xiàn)有的各種去污技術(shù)中,吸附技術(shù)因簡單、經(jīng)濟、高效而被廣泛應(yīng)用。開發(fā)穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟的吸附劑,是發(fā)展和改善吸附技術(shù)的關(guān)鍵。理想的吸附劑應(yīng)具備高的比表面積、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、快速吸附和易于制備、再生的能力。與傳統(tǒng)的吸附材料相比,BCN材料具有原料易得、制備簡單、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)勢,且可調(diào)的電子結(jié)構(gòu)為污染物吸附后的進一步降解提供了可能,是一種極有應(yīng)用潛力的吸附劑。然而傳統(tǒng)方法制備得到的BCN材料多為塊狀、片狀或粉狀,比表面積低、不易操作和回收,制約了其在吸附領(lǐng)域的應(yīng)用。本論文結(jié)合靜電紡絲和先驅(qū)體轉(zhuǎn)化技術(shù)制備了具有大比表面積、豐富的吸附活性位點的BCN納米纖維,系統(tǒng)研究了制備工藝、物質(zhì)結(jié)構(gòu)和材料性能之間的關(guān)系,實現(xiàn)了BCN... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

石墨、氮化硼、硼碳氮原子結(jié)構(gòu)及其導(dǎo)電特性

湘潭大學(xué)2020屆碩士學(xué)位論文5理主要包括好氧處理，厭氧處理和兩者的結(jié)合[50]。生物處理的主要缺點是染料的低效生物分解，操作的低靈活性和大面積的占用，導(dǎo)致難以連續(xù)地從廢水中除去染料。通常，處理染料廢水常用的三種方法：物理法、化學(xué)法和生物法。1.4.1物理法物理法主要有吸附法、膜過濾法、磁分離法和萃取法等。1、吸附法：吸附是指離子和分子在固體材料表面的物理粘附或結(jié)合。該法因其操作簡單和成本效益低而被廣泛應(yīng)用于實際生活中。Tian等[51]制備了多孔分級的MgO材料吸附剛果紅染料，并通過X射線粉末衍射，電子顯微鏡，傅里葉變換紅外和N2吸附-脫附研究了合成的先驅(qū)體和產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，MgO樣品具有超強的吸附性能，剛果紅的最大吸附量為2409mg/g;從剛果紅在多孔分級MgO上的吸附過程，發(fā)現(xiàn)其過程符合準(zhǔn)二級速率方程和Langmuir吸附模型。Yang等[52]采用帶負(fù)電荷層的酸處理坡縷石（PAL-O）作為吸附劑，用于去除各種類型的離子染料，包括陽離子[結(jié)晶紫（CV），淺黃（7GL）和MB]和陰離子[MO和酸性綠25（AG25）]。研究表明，由于靜電作用，PAL-O在三種陽離子染料的吸附中均表示出良好的吸附性能。對于兩種陰離子染料，PAL-O對MO也表現(xiàn)出良好的吸附效果，但對AG25幾乎沒有影響。Puri等[53]用一種簡單的化學(xué)方法制備了氧化石墨烯嵌入蒙脫土納米復(fù)合材料，并用于吸附污染水中的結(jié)晶紫染料（CV）（圖1.2）。使用傅里葉變換紅外光譜，拉曼光譜，透射電子顯微鏡，掃描電子顯微鏡，zeta電位，X射線衍射，比表面積和孔體積測量對納米復(fù)合材料進行了結(jié)構(gòu)表征。對間歇吸附法測得的等溫數(shù)據(jù)進行了擬合，實驗結(jié)果表明，該數(shù)據(jù)能較好地描述Langmuir等溫線模型且具有很高的吸附容量746.27mg/g。圖1.2吸附結(jié)晶紫染料的機理圖

湘潭大學(xué)2020屆碩士學(xué)位論文7結(jié)果表明：AYR染料的光催化降解符合準(zhǔn)一級反應(yīng)，就降解性能而言，F(xiàn)eNPs的作用可以推廣到處理廢水中的各種有機染料中。圖1.3吸附茜素黃染料的流程圖1.4.3生物法生物法主要包括厭氧處理法、有氧處理法、生物絮凝法等。Shoukat等[59]分了兩個階段研究了厭氧-好氧混合生物處理技術(shù)在實際紡織廢水處理中的應(yīng)用，第一階段對合成紡織廢水進行了實驗室優(yōu)化，第二階段對實際紡織廢水進行了處理。本研究收集了來自紡織廠的工業(yè)排放，并對其進行實驗室混合處理，共進行了242天。該工藝所使用的活性污泥是由MBR裝置生產(chǎn)的，經(jīng)厭氧處理后可用于紡織廢水的處理。結(jié)果表明，該混合厭氧-好氧系統(tǒng)對染料去除率分別為99.5%、99.3%和78.4%。采用混合厭氧-好氧系統(tǒng)處理實際紡織廢水的最佳HRT為54h，COD去除率最高。Changotra等[60]重點研究了低濃度（LSW）、高有機強度（HSW）制藥廢水的處理。采用混凝處理、生物處理和伽瑪輻照三種方法，對實際制藥廢水進行有效的處理，確定了最合適的處理順序。為了比較工藝性能，將γ-輻射用作生物處理的預(yù)處理和后處理階段。為了使用γ輻射處理提高去除效率，使用氧化劑如H2O2和過硫酸根離子并針對LSW和HSW進行了優(yōu)化。結(jié)果表明，H2O2的使用提高了COD和TOC的去除率。以上所有方法在成本、設(shè)計和染料分離效率等方面都有各自的局限性，但與其它方法相比，吸附法是最合適的方法。表1.1總結(jié)了這些方法的優(yōu)缺點。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]質(zhì)子化交聯(lián)殼聚糖對氨基黑10B的吸附[J]. 劉倩,楊炳超,霍杰,黃瑞華.  材料科學(xué)與工程學(xué)報. 2012(06)

碩士論文
[1]多孔氮化硼及碳纖維表面抗氧化涂層的制備與性能研究[D]. 付善龍.山東大學(xué) 2019



本文編號：3097458