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《南昌航空大学》 2018年
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BiOBr基漂浮型可见光催化剂的制备及其抑藻性能研究

林协昌  
【摘要】:水资源环境富营养化引起的有害蓝藻水华现象,不仅导致水体污染、水道堵塞,而且释放的蓝藻毒素可经饮用水或口、皮肤等途径对人体和水生生物造成严重危害。为防治蓝藻水华爆发,有效保护水资源环境,不断涌现了相应的治理蓝藻水华技术。可是传统的除藻技术,由于成本高、难回收以及易造成二次污染等缺点使其应用受限。研究攻克蓝藻水华防治技术的不足,发展有效的新治理技术至关重要。本课题以蓝藻水华优势种铜绿微囊藻为实验对象,研究制备硫化铋/溴氧化铋-膨胀珍珠岩(EP-Bi_2S_3/BiOBr)、三维溴氧化铋/石墨烯气凝胶(3D BiOBr/rGAs)漂浮型除藻材料,以可见光激发发生光催化反应抑制蓝藻水华。主要的研究内容包括以下几个方面:1.通过溶剂热法制备EP-Bi_2S_3/BiOBr复合材料,并利用XRD、FESEM、DRS、TEM等表征手段,分析EP、EP-Bi_2S_3、EP-Bi OBr以及EP-Bi_2S_3/BiOBr的表面形貌、结构特征以及元素组成等。通过光催化抑藻实验发现:在可见光激发下,EP-Bi_2S_3/BiOBr漂浮光催化剂投加量为1 g/L,5 h后叶绿素a去除率达到能够达到70.2%,且藻液中总溶解性有机质的含量明显降低,说明复合材料能有效的抑制铜绿微囊藻的生长;并且经过一周的漂浮测试后,仍具有81%的漂浮率。2.通过两步法制备不同质量比的BiOBr/rGAs气凝胶,并采用XRD、FESEM、DRS及XPS等分析手段表征样品。实验结果表明:随着BiOBr负载量的增大,气凝胶发生松散,无法自组装形成三维结构。质量比为10.2:1的BiOBr/rGAs复合物,负载量达到极限值,并显示出最高的光催化活性;在可见光照射下,3 h内对于叶绿素a去除率可达到93.1%,细胞内外溶解性有机质显著减少。3.通过分析受试蓝藻溶解性有机物的三维荧光区域积分(FRI)值的变化,根据实验结果探讨在可见光激发下,光催化抑藻机理:光催化材料经可见光激发产生强氧化性自由基及空穴,破坏藻细胞外层结构,使细胞内有机物(叶绿素a以及藻毒素等)流出,进一步使有机物矿化,引发藻细胞凋亡。
【学位授予单位】:南昌航空大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:O643.36;X52

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