摘要
多孔地聚物是一种新型绿色多孔材料，因其具有能耗低、生产成本低、高强
多孔、热稳定优良等优点，已经成为极具发展前景的无机多孔材料。光催化是一
种将光能转化为化学能，净化环境中污染物的高效方法，其降解效率高且不易产
生二次污染物；但光催化剂价格高昂，耐冲击性差，不易回收，极大限制其实际
应用。因此，若能以多孔地聚物为基体并赋予其光催化性能，制备出具有一定强
度的低成本、高效率的可见光响应型光催化材料具有重要的现实意义。
本研究以多孔地聚物为负载体，氮化碳为催化剂，制备地聚物基光催化复合
材料，探究其在可见光下对罗丹明(RhB)染料的光降解性能。首先，采用直接发
泡法制备了多孔地聚物负载体，并探究了制备条件对其抗压强度及孔隙的影响规
律。在此基础上，通过直接混合法将氮化碳负载至多孔地聚物基体上，获得地聚
物基光催化复合材料；并利用XRD、FT-IR、SEM等手段对其进行表征分析。最
后，通过研究复合材料投加量、初始浓度及初始pH值等因素对复合材料降解RhB
染液的影响规律，初步探讨光催化作用机制。主要结论如下：
（1）以偏高岭土和粉煤灰为原料，采用碱激发方法，通过控制反应条件，
得到强度较高、比表面积较大的多孔地聚物负载体。当模数为1.2，碱掺量为40%，
水灰比70%，HO掺量为1.5%，油酸掺量为5.0%，固化温度为60℃以及粉煤
22
灰掺量为20%时，多孔地聚物负载体的抗压强度达到2.38MPa，孔隙率为80.67%，
2
比表面积为33.71m/g。体系中，粉煤灰能降低浆体粘度，利于发泡过程的进行；
但其低反应活性，大量加入并不利于水化反应进行，从而导致材料强度下降。
（2）利用直接混合的方法成功获得了地聚物基光催化复合材料。负载20%
3
氮化碳时，复合材料的综合性能最优，抗压强度为3.69MPa，密度为552.41kg/m，
具备完整的支撑结构。适量的氮化碳显著提高了复合材料的抗压强度和密度，过
量的负载则会降低材料的实用性。光照60min后RhB降解率为62.6%，比未掺
氮化碳的降解率提高了24.5%。在初始浓度为10mgL?1，pH为3.03，复合材料
投加量为90mg时，对RhB染液的降解率可达84%。进行4次重复降解实验后
仍保持良好的稳定性及降解率，复合材料对RhB的降解主要是超氧自由基作用。
关键词：多孔地聚物负载体；氮化碳；地聚物基光催化复合材料；罗丹明
I
目录
摘要I
ABSTRACTII
1绪论1
1.1多孔地聚物研究进展1
1.1.1多孔地聚物特性及应用1
1.1.2多孔地聚物在水处理中的应用3
1.1.3多孔地聚物的制备方法4
1.2多孔地聚物用于光催化的研究进展5
1.2.1光催化原理6
1.2.2多孔地聚物基光催化剂的应用7
1.2.3地聚物基光催化剂的制备方法8
1.3染料废水处理研究进展9
1.3.1染料废水的来源及危害10
1.3.2有机染料的处理方法10
1.3.3光催化在染料废水处理中的应用12
1.4研究目标及主要研究内容13
1.4.1研究目标13
1.4.2研究内容13
1.4.3技术路线14
2实验材料与方法15
2.1实验原料及其性质15
2.1.