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近年来,有机染料和重金属废水的大量排放导致了严重的水环境污染且加剧了水资源短缺危机。有机染料被广泛应用到纺织、印染、电镀、造纸、食品加工等各行各业。这些含有有机染料的废水色度高、化学需氧量高、毒性大、可生化性差等特点。铬(Cr)及其化合物被广泛应用于电镀、印刷、制药、冶金、造纸、皮革等行业,在水体中主要以六价和三价两种价态存在,不同于Cr(Ⅲ),Cr(Ⅵ)具有毒性大,溶解性好,易致癌和致突变等特点。鉴于当前严峻的有机染料和Cr(Ⅵ)污染现状以及其潜在的生态毒性,迫切需要发展染料和含铬废水处理技术。在众多的深度废水处理技术中,光催化技术具有操作简单、环保、高效等优点而备受关注。本研究结合石墨相氮化碳(g-C3N4)合适的能带隙和CuS对紫外可见甚至红外光强的响应度两者的优点,通过简单的“一步水热法”合成CuS修饰的石墨相氮化碳(g-C3N4/CuS)复合光催化剂。采用SEM、TEM、XRD、FTIR、XPS、BET、DRS以及PL等手段对光催化剂进行了表征。以有机阴离子染料甲基橙MO和重金属六价铬Cr(Ⅵ)为目标物,系统考察了催化剂的光降解性能。由表征结果显示出细小的CuS颗粒均匀的负载在尺寸较小的纳米g-C3N4片上,结晶度良好;同时CuS的引入增强了 g-C3N4对可见光的吸收范围和减低了光生电子和空穴的复合率。实验中以MO和Cr(Ⅵ)为污染目标,系统研究了光降解时间、溶液初始pH、低浓度的共存腐殖酸HA对g-C3N4/CuS的光降解活性的影响。通过分析结果可知,相比单一的g-C3N4和CuS的光催化活性,复合光催化剂的活性最高,尤其光照2h内,g-C3N4-20/CuS对MO总光降解率得到90%以上,而光照3h内,Cr(Ⅵ)的去除率得到70%以上。由pH的影响结果表明MO和Cr(Ⅵ)的降解率对pH有强的依懒性,pH值处于酸性时,g-C3N4-20/CuS对两者的光降解效果最好,说明酸性条件有利于污染目标吸附在材料表面,一旦光照污染物将于光产生的自由基发生氧化反应。而当溶液中存有低浓度的HA时,随着HA值的升高,MO的去除率呈现下降趋势,说明都是显负电性HA和MO在g-C3N4-20/CuS表面上存有竞争吸附作用且可以淬灭光生载流子。但是Cr(Ⅵ)的去除率随着HA值的增加基本没变化,说明HA对Cr(Ⅵ)起着还原作用。由自由基捕获实验验证了g-C3N4-20/CuS构成了Z型异质结,降解过程中超氧和空穴起主导作用。最后由循环实验考察了g-C3N4-20/CuS的再生性。因此该复合材料不仅加快光生电子与空穴的分离而且具有了强的氧化还原能力,可以有效降解废水中的有机染料和Cr(Ⅵ)。