【摘 要】
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碳材料是一种用途广泛的环保材料,具有优异的物理化学性质、丰富的孔道结构和良好的导电性。近年来,新型碳材料引起了人们的广泛关注,其中包括固体废弃物衍生碳材料。采用工业废弃物作为原料制备新型衍生碳材料可以有效解决废弃物污染问题,变废为宝,实现其高值化利用。本文研究了三种废弃物衍生碳材料在吸附催化领域的应用。研究内容概述如下:1.废白土（SBE）作为一种工业固体废弃物,严重污染环境。探索SBE资源化利用
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碳材料是一种用途广泛的环保材料,具有优异的物理化学性质、丰富的孔道结构和良好的导电性。近年来,新型碳材料引起了人们的广泛关注,其中包括固体废弃物衍生碳材料。采用工业废弃物作为原料制备新型衍生碳材料可以有效解决废弃物污染问题,变废为宝,实现其高值化利用。本文研究了三种废弃物衍生碳材料在吸附催化领域的应用。研究内容概述如下:1.废白土（SBE）作为一种工业固体废弃物,严重污染环境。探索SBE资源化利用的手段,本章利用SBE中碳和硅成分合成4A沸石/碳复合材料（4A/CMS）。其中碳成分以多孔层状形式存在4A立方体层间、表面和外围,提高亲油气体的传质速率,有效改善对挥发性有机物的吸附性能。制得4A/CMS比表面积192.94 m~2/g,孔结构层次分明,具有良好吸附性能、再生性能且其对对二甲苯的吸附能力达到104.35mg/g。吸附动力学对于拟一阶方程拟合程度较高,并对4A/CMS的形成机理进行详细阐述。2.以生物质大葱和钛粉为原料,通过高温处理得到混合晶型二氧化钛（TiO2）和碳化钛（TiC）半导体材料,最后得到硫掺杂的混晶二氧化钛/碳化钛/石墨碳（TiO2/TiC/C）三元复合材料。实验研究大葱不同部位制备材料对吸附和催化的影响。用拉曼光谱和紫外可见光谱对所得复合材料进行表征。通过在紫外光下催化降解盐酸四环素（TCH）,测试复合材料的光催化活性。TiO2/TiC/C对TCH的催化降解效率高达95.3%。自由基捕获实验证实,TiO2/TiC/C在光催化过程中的主要活性基团为h+,并提出双重Z型反应机制。3.将石油焦衍生碳材料与凹凸棒石复合,得到凹土/石油焦复合材料（ATP/TPC）,对含氮染料甲基红进行吸附。利用SEM和TEM对所得ATP/TPC的形貌进行表征。花状碳材料在棒状凹凸棒石周围均匀生长,有效增大比表面积至78.75 m~2/g。本章研究还提出最佳的石油焦处理方法,即首先在800℃下在管式炉中烧结,然后用混合酸（HCl+HF）进行水热酸化。同时,对三种吸附方程进行拟合,探索染料吸附动力学,吸附曲线对拟二阶方程的拟合程度较高。ATP/TPC对染料的吸附量可达197.09 mg/g。
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