BiOCl-CNT纳米复合物的合成及其光催化性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，氨氮废水的排放量急剧增加，特别是流动较缓慢的湖泊、海湾，氨氮的存在易引起水中藻类及其他微生物大量繁殖，形成富营养化污染，除了会使自来水处理厂运行困难，造成饮用水的异味外，严重时会使水中溶解氧下降，鱼类大量死亡，甚至会导致湖泊的干涸灭亡。氨氮还使给水消毒和工业循环水杀菌处理过程增大了用氯量；对某些金属，特别是对铜具有腐蚀性；当污水回用时，再生水中氨氮可以促进输水管道和用水设备中微生物的繁殖，形成生物垢，堵塞管道和用水设备，并影响换热效率。

去除废水中氨氮的必要性可见非常重要。为满足公众不断提高的环境质量要求，国家对氨氮制订了越来越严格的排放标准，研究开发经济、高效的除氨氮处理技术已成为水污染控制工程领域研究的重点和热点。

传统的氨氮处理方法如空气吹脱、化学沉淀、生物降解法、离子交换法等，虽然有一定效果，但从总体上只是将污染物从一种介质转移到另一介质中，并未从根本上降解污染物，不能有效地将污染物彻底无害化。而光催化技术能够将污染物彻底降解，具有能耗低、操作简便、反应条件温和、无二次污染等突出优点。根据已有的研究工作，发现卤代脂肪烃、卤代芳烃、有机酸类、硝基芳烃、取代苯胺、多环芳烃、杂环化合物、其它烃类、酚类、染料、表面活性剂、农药等都能有效地进行光催化反应，最终生成无机小分子物质，消除其对环境的污染以及对人体健康的危害。对于废水中浓度高达每升几千毫克的有机污染物体系，光催化降解均能有效地将污染物降解去除，达到规定的环境标准。因此，光催化法已经成为废水处理前沿领域中的研究热点。

2. 研究内容和预期目标

本毕业设计在水热法制备biocl纳米片的基础上，研究材料的光吸收效率与晶面的关系，分析碳材料促使biocl光吸收红移的内在联系，探索biocl价态、半导体能带间隙、导带和价带受纳米碳的影响规律，构筑能直接高效利用太阳能的复合半导体光催化剂，在光催化降解有机污染物领域具有重大意义。具体研究内容如下：

1）查阅与biocl-cnt复合催化剂的制备及光催化降解氨氮相关的文献。

2）参照文献研究biocl-cnt复合催化剂的制备方法及光催化降解氨氮的降解规律。

3. 研究的方法与步骤

1.纳米氯氧化铋的制备

将一定质量的bi(no₃)₃5h₂o和 kcl 加入40 ml去离子水中，室温下搅拌溶解后加入配置好的naoh溶液调整ph值到6.0。

剧烈搅拌混合溶液1h后，转移入高压反应釜中，放入160℃烘箱中加热24 h，过滤、水洗、醇洗、50 ℃烘干，即得到白色的biocl粉末。

4. 参考文献

[1]cassidy m, ouweltjes j p, dekker n c. innovations in fuel cell technologies[j]. 2010.

[2]xiao s, qu j, zhao x, et al. electrochemical process combined with uv light irradiation for synergistic degradation of ammonia in chloride-containing solutions[j]. water research, 2009, 43(5): 1432-1440.

[3]gao x, zhang x, wang y, et al. rapid synthesis of hierarchical biocl microspheres for efficient photocatalytic degradation of carbamazepine under simulated solar irradiation[j]. the chemical engineering journal, 2015, 263:419-426.

5. 计划与进度安排

1，2022-02-26～2022-03-10 查阅文献资料，完成开题报告。

2，2022-03-11～2022-04-14 熟悉毕业设计研究的发展，开始实验。

3，2022-04-15～2022-04-20 总结前期工作，完成中期汇报。