随着社会的不断发展,人类活动造成的水体污染日趋加剧,己成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。如何实现高效地污水处理己成为世界范围的巨大挑战。吸附法采用多孔材料作为吸附载体,其时效性和经济性等方面具有的明显优势,使其在污水处理领域具有重要的地位。而六方氮化硼因为具有高的比表面积、良好的化学稳定性及耐腐蚀等优点,已成为多孔材料研究的热点之一。冷冻干燥法作为一种环保型绿色工艺,逐渐成为制备多孔材料的新方法。因此,本课题首先采用冷冻干燥法制备氮化硼多孔材料,研究了浆料的pH和浆料中PVA的含量以及浆料的冷冻速率等工艺参数对氮化硼多孔材料微观结构的影响,并探讨了不同条件下的成孔机理。研究结果表明:加入PVA后,氮化硼多孔材料的直通孔结构之间会出现树枝状桥搭。PVA浓度超过临界值后,孔结构将会消失。在合适的PVA浓度条件下,通过改变浆料的pH和冷冻速率这两个工艺参数,可制备高气孔率、直通孔结构和树枝状孔结构组成的氮化硼多孔材料。随着浆料pH值的增大,浆料中颗粒的分散稳定性提高,冷冻时冰晶的生长驱动力促使固化前端将颗粒排开,氮化硼多孔材料的微观结构由树枝状孔逐渐转变为直通孔。pH值不变时,冷冻速率的增大使得浆料的过冷度也随之增大,从而使冰晶的成核速率及生长速率发生改变。当冰晶的成核速率接近冰晶的生长速率时,氮化硼多孔材料的微观结构由随机分布的气孔向直通孔转变。在上述研究的基础上,进一步对氮化硼多孔材料的烧结致密化及其吸附性能进行了研究。首先将碳热还原法与冷冻干燥法结合,在较低温度下实现了对B203的碳热还原,得到轻质、高气孔率的氮化硼多孔陶瓷。对得到的多孔陶瓷进行表征,结果表明随着烧结温度的提高,最终得到的氮化硼多孔陶瓷的孔结构为直通孔,孔径约为39～195μm,气孔率为92.10%-94.65%。HRTEM分析结果显示氮化硼和碳化硼颗粒之间没有实现紧密结合。随后将B203-SiO2和金属A1分别作为烧结助剂加入到氮化硼多孔陶瓷的制备中,在氮气气氛和空气气氛两种处理条件下对氮化硼多孔坯体进行烧结,并对产物的物相及其含量的变化进了分析。结果表明:B203-SiO2作为烧结助剂时,在空气条件下900℃热处理后得到的产物的烧结性能明显提高,且产物A14B2O9相可以有效抑制坯体中氮化硼的氧化;而金属A1作为烧结助剂,烧结温度为1000℃时,产物中出现A1N相。随着烧结温度的升高,A1N相的含量增加。A1N相的出现可以促进A1/BN体系中固-液界面润湿性的提高,从而有利于提高BN多孔陶瓷的烧结性能。最后,对冷冻干燥法制备的氮化硼多孔材料的吸附性能进行了研究。结果表明:孔雀石绿以单分子层吸附类型通过芳香环与氮化硼面内六元环之间的π-π堆垛交互作用吸附在氮化硼层间,饱和吸附量为339.81mg/g;而氮化硼多孔材料对Cu2+的饱和吸附量为435mg/g;Pt颗粒则通过范德华力吸附在氮化硼多孔样品上,吸附后的样品中Pt含量约为1.5wt%,颗粒大小约为10nm,均匀的分布在氮化硼颗粒周围。以上研究结果均说明冷冻干燥法制备得到的氮化硼多孔材料对污水中的重金属离子及有机污染物具有优异的吸附能力,在污水净化领域中具有很大的应用前景。