水滑石氧化亚铜光催化除藻剂光—氧耦合驱动机制与效应研究

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1、？Ｗｕｈａ打ＩｎｓｔｉｔｕｔｅＯｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ硕±学位论文水滑石／氧化亚铜光催化除藻剂光－氧稱合驱动机制与效应研究学科专业：环境工程研究生：李晶指导教师：陈金毅教授培养单位：化学与环境工程学院二〇—五年六月、追巧＇．琴巧，．－‘．■－Ｉ．＇－．／ａ＇■．？．１一＇，？．．＇－＇＾２＾４＇‘社戚１令Ｖ，＇占Ｋ心如＇＞＊－独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研充工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中己经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰

2、写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中臥明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：２０／（年名月曰Ｉ学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解我校有关保留、使用学位论文的规定，目Ｐ：我校有权保留并向闺家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅。本人授权武汉工程大学研究生处可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或巧描等复制手段保存和ｒ编本学位论文。保密〇，在年解密后适用本授权书。本论文摇于不保密Ｖ。＇＂＂（．Ｖ靖在＿［；方框内

3、引）学位论文作者签：名指导教师絡：名＇２０ｂ２０年６月口｜川円｜巧＾Ｉ分类号：X5学校代号：10490学号：201203059密级：武汉工程大学硕士学位论文水滑石/氧化亚铜光催化除藻剂光‐氧耦合驱动机制与效应研究作者姓名：李晶指导教师姓名、职称：陈金毅教授申请学位类别：硕士学科专业名称：环境工程研究方向：环境污染与防治论文提交日期：2015年月日论文答辩日期：2015年5月20日学位授予单位：武汉工程大学学位授予日期：年月日答辩委员会主席：Light-OxygenCouplingCrivingMechanismandEffectOfHydrotalcite/Cu2OonRe

4、movingAlgaebyPhotocatalyticAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterMajor：EnvironmentalEngineeringCandidate：LiJingSupervisor：Prof.ChenJin-YiWuhanInstituteofTechnologyWuhan,Hubei430073,P.R.China摘要水体富营养化引起的水华藻类污染已成为水环境保护面临的严峻问题。蓝藻大量繁殖使水体透明度降低并产生藻毒素对饮用水安全、渔业、养殖业等产生威胁。充分利用自然条件进行污染物的治理是近年来环境保护的趋势。水华暴发需要充足的光

5、照，适宜的温度，藻类的光合作用放氧会直接导致水体溶解氧浓度的升高。因此，研究能直接利用光照、温度和过饱和溶解氧等水华水体的特征环境因子，治理水华藻类污染的新技术，将为利用自然规律净化水华污染提供新思路。本论文以可见光激发、能将溶解氧转化成过氧化氢(H2O2)的p型半导体氧化亚铜(Cu2O)为基础，研究制备了磁铁矿-水滑石/氧化亚铜(Fe-HDL/Cu2O)复合材料。利用Cu2O能被可见光激发产生过氧化氢的性能替代传统Fenton体系中H2O2的持续加入，与磁铁矿构成固定化Fenton体系，结合水滑石（HDL）对铜绿微囊藻细胞良好的捕集性能实现光-氧耦合一体化光催化除藻体系。充分利用铜绿微囊

6、藻水华暴发时光照充分、过饱和溶解氧等自然规律实现对微囊藻水华水体的治理。主要的研究内容如下：1.通过共沉淀法制备了Fe-HDL/Cu2O复合材料，并通过XRD、FT-IR、SEM及XPS等表征，分析了Cu2O、磁铁矿、水滑石及其复合材料的形貌、结构特征，研究了复合前后磁铁矿、水滑石和Cu2O形貌及结构的变化。在此基础上，分析了磁铁矿、水滑石和Cu2O三者复合的机理。此外，通过Uv-visDRS表征研究了Cu2O和复合材料的可见光吸收性能。2.通过不同体系中H2O2浓度的测定，研究了Cu2O在可见光激发下持续稳定供给H2O2的性能和磁铁矿分解H2O2构建固定化Fenton体系的机制，建立了利

7、用水华暴发的自然环境驱动的光Fenton体系。3.以水华优势藻种铜绿微囊藻为研究对象，测试了Fe-HDL/Cu2O构I建的固定化光Fenton体系的光催化杀藻性能。并通过改变光照、通氧量等条件，研究了光、氧等自然环境因子的变化对Fe-HDL/Cu2O固定化Fenton体系杀藻性能的影响。4.通过对藻细胞凋亡过程的形态与机理研究，确定了自然光与溶解氧在Fe-HDL/Cu2O固定化光Fenton体系杀藻过程中的耦合机制和驱动