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g-C3N4基复合光催化剂研制及其在印染废水处理中的应用研究 项目申报书


登记编号

项目编号

常州大学学生课外创新创业基金资助项目申报书

项 目 名 称 : g-C3N4 基复合光催化剂研制及其在印染废水处理中的应用研究 申 报 项 目: ?科技创新项目 严新美 环境与安全工程学院 15189722581 812075927@qq.com □创业项目

项 目 负 责 人 : 所在院(系) : 联 系 电 话 :

E – Mail:

共青团常州大学委员会 二○ 年 月

项目名 称

g-C3N4 基复合光催化剂研制及其在印染废水处理中的应用研究 姓名 性 别 女 男 女 男 年龄 21 21 21 21 所在院系、班级 环境与安全工程学院 环工 111 环境与安全工程学院 环工 111 环境与安全工程学院 环工 112 环境与安全工程学院 环工 113 联系电话 15189722581 15189721712 15189720636 15161167238 备注

负责人

严新美 朱林 黄代琴

合作者

尹杰

指导教 师

?A 自然科学类 □B 社会科学类 项目类 别 □C 制作发明类 □A 产品类 □B 服务类 项目研究意义: 工业废水,特别是纺织和制革加工废水经常被检测出含有高浓度的 对生物有害的有机染料 [1]。目前,废水中有机染料的去除仍然是人类面 项目的 临的一个严峻挑战。为了应对这一挑战,许多染料废水处理技术如:化 意义、基 学氧化、生物降解、物理吸附等已经被开发出来。然而这些技术经常由 本思路、 可行性 于生产成本高、处理效果不满意、易产生二次污染而受到一定制约。近 分析 年来,光催化技术在有机污染物降解方面显示了巨大的潜力。光催化技 术即光触媒在光照的作用下催化降解污染物。因其可以利用丰富的太阳 能且不需要额外的化学药剂已经受到了广泛的关注。因此,许多光催化 剂如:TiO2,Bi2WO6,Ag3PO4[2-5]等已经被成功地制备并应用。 申报创业项目,填写此栏 申报科技创新项目,填写此栏

最近,一种新型的光催化材料类石墨碳化氮( g-C3N4)已经通过热 解法被成功的制备[6]。g-C3N4 是一种无毒的非金属材料,具有强的热稳 定性、良好的光电性能,这些独特的性能引起了科研人员的极大兴趣, 特别是它潜在的应用在光催化产氢和污染物降解方面[7-9]。然而,利用单 一的 g-C3N4 光催化降解有机污染物存在量子转化效率低,光催化活性较 低的问题[10]。因此,增强 g-C3N4 的光催化活性仍然是当前研究的热点。 基本思路: 本研究主要目的是制备出一种新型的高效地降解有机污染物的光催 化剂,并将其应用在印染废水处理中。研究表明,单一光催化材料通过 与另外一种光催化剂复合形成异质结构能够显著地增强其光催化活性
[11-15]

。因此,本研究将努力寻找另外一种光催化材料与 g-C3N4 复合,形

成异质结构来提高其光催化性能。此外,以罗丹明 B 或其他有机染料模 拟废水中的有机污染物,在光照条件下,考察污染物随光照时间的降解 效率,评价所制备的催化剂的光催化剂性能。根据污染物的光解效率来 调变催化剂组分,确定最佳的催化剂配方,从而制备出一种新型高效的 应用于废水中有机污染物处理的光催化剂。 技术路线图:

可行性分析:

我国是纺织与染料生产大国,印染企业遍布全国各地,企业在生产 过程中含有染料的废水或经废水处理厂的出水进入水体,既会残留于水 体,也会在自然光照下或微生物作用下发生转化或降解,其中间产物毒 性可能更大,影响水生生物,乃至人体健康。因此,研究高效地去除废 水中染料的新方法对人类健康和水体环境安全治理等都非常必要。 采用光催化技术降解印染废水在国内外已有较多研究,g-C3N4 作为 光催化剂应用在光催化降解染料方面也有许多报道。课题组前期已经制 备了其他系列光催化剂,并将其应用在废水中染料降解,取得了较好的 实验数据,积累了运用光催化技术处理印染废水的研究基础。课题组及 常州大学现代分析测试中心基本具备了本实验和表征所需的仪器设备, 如光催化反应器,UV,扫描电镜,透射电镜,XPS,PL 等。 参考文献: [1] J.C. Greene, G.L. Baughman, Textile Chemist and Colorist 28 (1996) 23-30. [2] H.X. Li, Z.F. Bian, J. Zhu, D.Q. Zhang, G.S. Li, Y.N. Huo, H. Li, Y.F. Lu, J. Am. Chem. Soc. 129 (2007) 8406-8408. [3] X. Li, R. Huang, Y. Hu, Y. Chen, W. Liu, R. Yuan, Z. Li, Inorganic Chemistry 51 (2012) 6245-6250. [4] Z. Yi, J. Ye, N. Kikugawa, T. Kako, S. Ouyang, H. Stuart-Williams, H. Yang, J. Cao, W. Luo, Z. Li, Y. Liu, R.L. Withers, Nature Materials 9 (2010) 559-564. [5] Y.P. Bi, H.Y. Hu, S.X. Ouyang, G.X. Lu, J.Y. Cao, J.H. Ye, Chem. Commun. 48 (2012) 3748-3750. [6] X. Wang, K. Maeda, A. Thomas, K. Takanabe, G. Xin, J.M. Carlsson, K. Domen, M. Antonietti, Nature Materials 8 (2009) 76-80. [7] Q.J. Xiang, J.G. Yu, M. Jaroniec, J. Phys. Chem. C 115 (2011) 7355-7363. [8] S.C. Yan, Z.S. Li, Z.G. Zou, Langmuir 25 (2009) 10397-10401. [9] S.C. Yan, Z.S. Li, Z.G. Zou, Langmuir 26 (2010) 3894-3901.

[10] G. Liu, P. Niu, C. Sun, S.C. Smith, Z. Chen, G.Q. Lu, H.-M. Cheng, J. Am. Chem. Soc. 132 (2010) 11642-11648. [11] H. Cheng, B. Huang, Y. Dai, X. Qin, X. Zhang, Langmuir 26 (2010) 6618-6624. [12] C. Wang, C. Shao, Y. Liu, L. Zhang, Scripta Materialia 59 (2008) 332-335. [13] Q. Li, Y. Xing, R. Li, L. Zong, X. Wang, J. Yang, RSC Advances 2 (2012) 9781. [14] J. Fu, Y. Tian, B. Chang, F. Xi, X. Dong, Journal of Materials Chemistry 22 (2012) 21159-21166. [15] H. Xu, J. Yan, Y. Xu, Y. Song, H. Li, J. Xia, C. Huang, H. Wan, Appl. Catal. B-Environ. 129 (2013) 182-193.

1. 2014.1-2104.2 查询文献, 实验方案优化,药剂、仪器购买; 计划进 度及安 排 2. 2014.2-2014.6 光催化材料制备、筛选,性能初步评价; 3. 2014.6-2014.10 催化剂配方优化,性能二次评价及催化剂表征; 4. 2014.10-2014.12 整理数据,提交结题报告。 经费投入预算 来 源 预算数 5000 5000 科 目 经费支出预算 预算数 3000 5000 2500 2000 500 2000

1、基金办拨款 申请经 费及开 支预算 2、自筹

1、设备购置费 2、相关业务费 其中购买材料费 测试及化验费 资料、印刷费 3、其他费用

指导老 师 意见

签 字: 年 月



项目负 责人所 在学院 意见 合作者 所在学 院意见 基金管 理委员 审核意 见(资助 经费额 度)

公 章: 年 月



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