g-C3N4复合凝胶体系的吸附光催化行为的研究

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1、中图分类号：O643论文编号：2017304047UDC：密级：公开硕士学位论文g-C3N4复合凝胶体系的吸附光催化行为的研究作者姓名：王星学科名称：化学工程与技术研究方向：催化新材料与新技术学习单位：华北理工大学学制:2.5年提交日期:2017年11月29日申请学位类别：工学硕士导师姓名：梁英华教授单位：华北理工大学化学工程学院崔文权教授单位：华北理工大学化学工程学院论文评阅人：匿名单位：匿名单位：论文答辩日期：2018年3月4日答辩委员会主席：琚行松教授关键词：光催化；吸附；π-π共轭；重金属铬

2、唐山华北理工大学2018年3月AdsorptionandPhotocatalyticBehaviorofg-C3N4CompositionwithGelMaterialsDissertationSubmittedtoNorthChinaUniversityofScienceandTechnologyinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofScienceinEngineeringbyWangXing(ChemicalEngin

3、eeringandTechnology)Supervisor:ProfessorLiangYinghuaProfessorCuiWenquanMarch,2018独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得华北理工大学以外其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。论文作者签名：

4、日期：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解华北理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：已获学位的研究生必须按学校规定提交学位论文，学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以将学位论文的全部或部分内容采用影印、缩印或编入有关数据库进行公开、检索和交流。作者和导师同意论文公开及网上交流的时间：自授予学位之日起自年月日起作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要重金属铬广泛应用于钢铁、颜料、电镀等工业领域，但铬离子尤其是Cr（VI）离子具有强烈的毒性，排放到水体

5、中会造成严重的污染。低浓度水体铬离子处理的传统方法主要是吸附，然而吸附法存在净化效率低、易饱和、不易再生和成本高等问题。二维片层石墨烯的比表面积大、面吸附能力强，在去除水体吸附方面有非常重要的研究价值。利用光还原技术将水体中的高毒性Cr（VI）转化成弱毒的Cr（III），在水体环境治理方面具有环境友好、效率高等优点，有广泛的应用前景。将g-C3N4纳米片（S-g-C3N4）与石墨烯凝胶复合，形成无金属离子、具有可见光响应的新型三维凝胶材料，并成功应用于重金属Cr（VI）的去除。凝胶的三维孔状网络结构

6、使其具有高效的吸附性能，S-g-C3N4可将被吸附的Cr（VI）在可见光下原位还原为Cr（III），借助吸附与光催化协同的作用，实现对重金属铬离子的去除。在克服传统吸附法缺点的同时，解决了S-g-C3N4弱吸附力、难回收等问题。结果表明，90%g-C3N4/rGH在30min内可吸附80%Cr（VI）（30mg/L），可见光照射下吸附协同光催化作用，可在120min内100%去除Cr（VI），对于低浓度的Cr（VI）（2mg/L）可实现连续26h几乎100%的降解率。经不锈钢滤网（孔径38µm）即可

7、实现99%以上的回收再生循环利用，降低回收成本的同时，避免了资源的浪费。在g-C3N4/rGH的基础上进一步合成了ppy/g-C3N4/rGH复合凝胶材料。利用ppy和rGH共同π-π共轭作用，有效提高了材料对可见光的利用率，改变材料的能带位置。与未加入ppy的复合物相比，6%ppy/g-C3N4/rGH可以保持高效的吸附能力，并且对Cr（VI）的光催化降解速率提高了1倍以上。在回收过滤能力方面也得到进一步的改善，可使用孔径74µm的滤网实现完全回收。经过10次循环测试，仍然能保持良好的光降解稳定性

8、。同时，复合催化剂的矿化能力得到提高，对有机污染物有一定的光降解效果。图24幅；表7个；参99篇。关键词：光催化；吸附；π-π共轭；重金属铬分类号：O643-I-AbstractHeavymetalchromiumiswidelyusedinthesteel,pigment,electroplatingandotherindustrialfields,butithasstrongtoxicity,especiallytheCr(VI).Itcancauseseriou