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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

纺织印染工业作为中国具有优势的传统支柱行业之一，20世纪90年代以来获得迅猛发展，其用水量和排水量也大幅度增长。纺织废水中80%是印染废水，据不完全统计，中国日排放印染废水量为3000~4000kt，是各行业中的排污大户之一。随着染料工业的发展和印染加工技术的进步，染料结构的稳定性大大提高，新型助剂、染料、整理剂等在印染行业中被大量使用，使得难降解有机成分的含量也越来越多，如亚甲基蓝等，有些甚至是致癌、致突变、致畸变的有机物，对环境尤其是水环境的威胁和危害越来越大。且难以通过自净作用等在环境中去除，这一直是水污染处理的重点问题。传统的污染物处理技术，如物理法、化学法、生物处理法以及传统的单一治理材料等存在效率低、成本高且存在二次污染等缺点。因此，构建高效快速、吸附降解持久性有机污染物的功能型材料和寻求可靠、无二次污染的有机污染物的关键治理技术，一直是备受关注的课题。

随着介孔材料合成和应用研究的快速发展，新型介孔氮化碳材料具有纳米规整可调有序孔道结构、孔径单一分布、稳定的骨架结构、巨大的比表面积及孔容等特征，是一种优良的吸附剂，可有效吸附微孔材料所不能吸附的大分子物质。合成有机功能化的介孔碳基复合材料能快速高效吸附持久性有机污染物，而氮杂化介孔碳基复合材料由于孔道内杂化含氮功能团则具有更高的吸附潜力。同时，经过简单的加热解吸、微波再生等处理方法，可实现吸附剂脱附污染物，从而实现吸附剂的再生与重复利用。

国内外研究现状

C₃N₄是近年来兴起的一种新型非金属可见光催化剂。尽管早在1930年就有关于氮化碳材料的报道，但是直到 2006年Frederic等人将g-C₃N₄作为非金属催化剂用于Friedel-Crafts反应后，人们才开始关注g-C₃N₄在催化领域应用，特别是可见光催化。1996年，Teter和Hemley采用共轭梯度法使电子自由度最小、使用周期性函数为边界条件，对C₃N₄重新进行了计算发现，石墨相氮化碳是常温常压下五种晶相中最稳定的。在g-C₃N₄中，C、N原子均为sp²杂化，相间排列，以σ键连接成六边形结构。层间由C₃N₃环或C₆N₇环构成，通过尾端N原子相连而形成类似石墨无限延伸的平面，三嗪和3-s-三嗪为构成g-C₃N₄同素异形体的两种基本结构单元，而Kroke等人经过密度泛函理论（DFT）计算认为基于3-s-三嗪构建的g-C₃N₄更为稳定。已报道的氮化碳的制备方法包括电子回旋共振化学气相沉积（ECR-CVD）、离子束沉积合成、反应溅射、离子注入、氮原子气氛石墨激光烧蚀、等离子体增强热丝CVD、偏压辅助热丝CVD和rf二极磁控溅射等。其中热分解法不仅制备原料丰富、制备过程简单、成本低廉、反应过程易于控制，而且还可以通过调控反应条件以制得不同缩聚度与含氮量的产物，因而被研究者广泛地用于制备g-C₃N₄。 一些前体，如氰胺，双氰胺和三聚氰胺也被会用来制成g-C₃N₄固体。与后者相比，前两种前体毒性大且价格昂贵。到目前为止，已有多个研究小组研究发现g-C₃N₄可以通过在低真空系统或高压下对三聚氰胺进行热处理来制备。根据反应条件的不同，可以获得具有不同缩合度的g-C₃N₄。然而，从工业应用的观点来看，由于低成本和易操作，可以在环境压力下获得g-C₃N₄材料。

2. 研究的基本内容

用不同的试剂在不同温度下合成氮化碳，得到每种试剂所需的合适的温度。

然后对其进行光降解活性测试，看不同催化剂对亚甲基蓝的光降解效果。

再对最佳温度下合成的氮化碳进行酸处理，对其改性。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：选择三聚氰胺、三聚氰酸、硫脲和脲四种不同的试剂分别在不同温度下煅烧得到氮化碳，再用合成的氮化碳进行光降解活性测试。筛选出降解亚甲基蓝效果最好的催化剂，后在三个不同的ph条件下进行酸处理，再对其进行光降解活性测试，得到降解亚甲基蓝效果最好的氮化碳。最后对合成产物进行表征测试。

进度安排：2.25—3.25：制备氮化碳，活性测试；

3.25—4.25：表征测试；

4.25—5.25：完成论文，定稿，答辩。

4. 参考文献

[1] 孟雅丽.g-c₃n₄的合成及其光催化研究[d].大连理工大学, 2011.6.

[2] 吴现成.氮化碳（c₃n₄）的研究进展[j].甘肃科学学报, 1999.9.

[3] 刘媛媛.介孔碳基复合材料高效去除重金属和难降解有机物的研究[d].湖南大学, 2015.8.

[4] 王文耀.介孔氮化碳一种新型高效的亚甲基蓝消除吸附剂[j].湖北师范大学, 2016.1.