论文部分内容阅读
近年来,随着工业的发展和塑料制品的滥用,内分泌干扰物有机污染越来越普遍,并且已经成为继温室效应和臭氧层破坏后的又一大环境问题。二氧化钛光催化氧化降解是当今研究最为广泛和深入的去除水体中有机污染物的催化技术,但是它本身也存在一些局限,如其禁带宽度较宽、光生电子和空穴容易复合、对污染物的亲和力不强、选择性不高等导致其催化效率较低。本文针对以上二氧化钛存在的问题,对其进行改性和表面分子印迹,制备出一种新型复合材料并应用于选择性、高效地去除水体中典型的内分泌干扰物双酚A,主要实验内容如下:（1）采用水热法制得二氧化钛/石墨烯复合材料,然后以二氧化钛/石墨烯复合材料（TiO2/GR）为载体,双酚A（BPA）为模板分子,邻苯二胺（OPDA）为功能单体,紫外光进行引发合成二氧化钛/石墨烯分子印迹复合材料（MIP-TiO2/GR）。通过表征分析和不同实验阶段制备出的材料对BPA的吸附、催化结果表明:分子印迹层成功印迹在TiO2/GR的表面。（2）为全面了解材料性能,将实验制备所得的MIP-TiO2/GR、二氧化钛/石墨烯非分子印迹复合材料（NIP-TiO2/GR）对水体中BPA进行吸附研究。结果表明:当pH=6.0,吸附时间为40 min,BPA初始浓度为8 mg/L、溶剂为水时,MIP-TiO2/GR、NIP-TiO2/GR 对 BPA 的吸附量分别为 0.87 mg/g、0.47 mg/g;在以苯酚为竞争污染物的选择性实验中,MIP-TiO2/GR、NIP-TiO2/GR对BPA的选择性系数α分别为12.392、8.0549。此外,动力学和等温线研究表明,MIP-TiO2/GR和NIP-TiO2/GR对BPA的吸附研究符合二级动力学和Langmuir等温线模型,证明材料对BPA的吸附中化学吸附占主导,属于单层吸附且结合位点是均匀分布的。（3）将实验制备所得的MIP-TiO2/GR、NIP-TiO2/GR对水体中BPA进行催化研究。结果表明:当pH为6.0,催化反应时间为180min,BPA初始浓度为8mg/L时,MIP-TiO2/GR和NIP-TiO2/GR对BPA的催化降解率分别为46.1%和39.9%,表明MIP-TiO2/GR对BPA具有良好的催化降解性能和选择性。且研究发现催化动力学符合一级动力学模型。（4）对MIP-TiO2/GR的重复使用性能进行研究。结果发现:该材料重复使用4次后,去除效率明显下降,表明材料具有一定重复利用性能但稳定性不够高。（5）对MIP-TiO2/GR降解BPA的机理进行研究。结果发现:电子空穴对是催化反应产生的根本原因,羟基自由基是主要活性物质。