论文部分内容阅读
地下水是人类生存所必需的淡水资源的重要组成部分。随着社会经济的迅猛发展,工业企业排放的有机废水,污染的地表水以及受人畜粪便和农药污染的水渗入地下含水层从而使得绝大部分城市和地区的地下水遭到不同程度的污染。由于这种地下水中有机物的污染具有不易发现和难以治理等特点,因此亟需找到解决地下水污染治理的途径已经成为水环境领域的重要攻关课题。在诸多水污染治理的方法中,由于光催化氧化水中难降解有机物的方法具有高效便捷,低成本,无二次污染等优势而成为水污染治理的前沿技术和研究热点。本文选取宁夏回族自治区某电厂为地下水污染的调查区域。采用实地调查取样法,对地下水样进行检测分析。结果表明,调查区地下水中的有机物苯酚严重超标,浓度达20.4 mg/L。苯酚是一种有特殊气味,有毒性,有强腐蚀性的酚类有机物。本文针对有机污染物苯酚,在实验室中通过光催化技术对其进行降解的模拟实验,为调查区处理地下水有机物污染提供了充分的实验依据。论文主要研究了几种典型的立方相金属氧化物MOx(M=In,Co,Ti,Fe)纳米材料及其负载银、负载g-C3N4的复合金属氧化物(Ag/MOx、g-C3N4/MOx)以及三元复合金属氧化物Ag/g-C3N4/β-Fe2O3的调控制备,探讨了这些纳米材料对地下水中有机污染物苯酚的光催化降解活性的影响,分析并研究了光催化降解反应机理。首先,本文分别采用改进的一步水热法制备了四种不同形貌的金属氧化物MOx;采用等体积浸渍法制备出载Ag复合金属氧化物(Ag/MOx);以及采用水热法和超声相结合的方法,制备了载g-C3N4复合金属氧化物(g-C3N4/MOx);进一步制备出三元复合金属氧化物Ag/g-C3N4/β-Fe2O3。其次,通过先进的现代表征技术如:X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射(DRS)、红外吸收光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等对制备出的光催化剂的表面结构以及光学性能进行分析和研究。最后,用氙灯作为模拟太阳光的光源,对制备出的光催化剂进行降解有机物苯酚的对比实验。结果表明,Ag/g-C3N4/β-Fe2O3催化剂的颗粒是似球状,而且其在整个光谱区都具有很强的吸收峰。在降解实验中Ag/g-C3N4/β-Fe2O3催化剂对苯酚的光催化效能最好。这种新型光催化剂可应用于治理该电厂地下水有机物的污染。