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随着市场需求的提升，海水养殖业得以蓬勃发展，由此引发养殖区邻近水域的水体富营养化和水质污染等一系列环境问题也日益严重。本论文将具有高催化氧化活性的纳米光催化材料与具有高效吸附性和负载力的碳素纤维结合，用于海水养殖废水中氨氮的处理，取得了较好的效果。为此，进行了碳素纤维液相表面氧化改性、制备了ZnO/碳素纤维复合光催化剂和TiO2/碳素纤维光催化复合材料，考察了以碳素纤维为基质光催化剂投加量、氨氮初始浓度、pH值、反应温度、反应时间等因素对于氨氮去除效果的影响。对TiO2/碳素纤维光催化复合材料进行了光催化动力学研究。同时考虑到实际应用，采用偶联剂法制备了聚丙烯多面球负载TiO2/碳素纤维光催化复合材料，并对其光催化降解性能进行了探讨。本论文的主要研究结果如下： （1）用已经过预处理后的碳素纤维处理海水养殖废水中的氨氮，探讨了催化剂投加量、氨氮初始浓度、pH值、反应时间及反应温度等因素对降解废水中氨氮的影响。并通过正交试验得到素纤维降解氨氮的优化条件为：当反应温度为60℃，碳素纤维投加量为1.2g/L，pH为7.0，氨氮初始浓度为40mg/L，反应时间为5h；验证试验中氨氮去除率为55.82％。根据极差法分析得出，各因素对碳素纤维降解氨氮的影响程度大小顺序为：氨氮初始浓度>反应温度>投加量>反应时间>pH值。 （2）通过液相表面氧化法对碳素纤维进行改性，并通过SEM测试方法对比了原碳素纤维与经过不同时间表面氧化的碳素纤维。发现改性碳素纤维表面形貌更复杂，形成凹槽，粗糙程度增加，增强了吸附活性和复合基体材料界面的粘性。且改性时间越长，形成凹槽越多，表面越粗糙。同时探讨了改性时间、氨氮初始浓度、pH值、催化剂投加量、反应时间及反应温度等因素对改性后碳素纤维降解氨氮效果的影响。通过正交试验结果表明这五个单因素对改性碳素纤维吸附海水养殖废水中氨氮效果的影响大小程度依次为：反应温度>溶液氨氮初始浓度>改性时间≈投加量>反应时间。改性碳素纤维吸附海水养殖废水中氨氮的优化反应条件：反应温度为60℃，反应时间为3h，溶液氨氮初始浓度为40mg/L，改性时间为45min，投加量为0.8g/L；验证试验中氨氮去除率为73.87%。相较于原碳素纤维，改性后碳素纤维去除氨氮效果更好。 （3）采用溶胶-凝胶法制备ZnO/碳素纤维复合光催化剂，通过XRD、SEM技术方法对其表象进行分析。XRD图像表明：ZnO/碳素纤维的信号明显强于碳素纤维，说明ZnO成功负载在碳素纤维上，但有局部聚团现象。在紫外光照条件下，探讨了催化剂投加量、氨氮初始浓度、pH值、光照时间、煅烧温度、过氧化氢浓度对ZnO/碳素纤维复合光催化剂降解废水中氨氮的影响。通过正交试验得出：氨氮降解优化反应条件为：ZnO/碳素纤维投加量为1.2g/L，溶液氨氮初始浓度为50mg/L，pH值为7，H2O2投加量为0.8g/L，光照时间为5h；验证试验中氨氮去除率为98.83%。根据极差分析得知，ZnO/碳素纤维复合光催化剂对氨氮降解效果影响程度大小依次为：H2O2投加量>反应时间>溶液氨氮初始浓度>pH值>ZnO/碳素纤维投加量。 （4）通过溶胶-凝胶法制得TiO2/碳素纤维光催化复合材料，以XRD、SEM技术分析方法对其进行表征。通过XRD图像看出，相较于碳素纤维信号都较强，说明二氧化钛被负载在碳素纤维表面；且负载0.8mol/L比0.2mol/L的钛浓度的TiO2/碳素纤维光催化复合材料信号强。通过电镜扫描图像也可看出二氧化钛均匀分布。在紫外光照条件下，探讨了掺杂钛浓度、催化剂投加量、氨氮初始浓度、pH值、光照时间、煅烧温度、过氧化氢浓度对TiO2/碳素纤维复合光催化剂降解废水中氨氮的影响。通过正交试验验证，TiO2/碳素纤维光催化复合材料降解海水养殖废水中氨氮的优化反应条件是：投加量为2.0g/L、溶液氨氮初始浓度为30mg/L、煅烧温度为600℃、H2O2投加量为0.8g/L、光照时间为1h；验证试验测得氨氮去除率达93.25%。根据极差分析法可得，各因素对TiO2/碳素纤维光催化复合材料降解海水养殖废水中氨氮的影响程度大小顺序依次为：H2O2投加量>溶液氨氮初始浓度>光照时间>催化剂投加量>煅烧温度。 （5）研究了TiO2/碳素纤维光催化降解海水养殖废水中氨氮的反应动力学。在Langmuire-Hinshelwood(L-H)动力学模型基础上，考察TiO2/碳素纤维投加量、氨氮初始浓度、pH值，以及H2O2浓度对水产养殖废水中氨氮光催化氧化的动力学影响，实验结果表明其光催化氧化反应可以用一级反应动力学方程来描述。 （6）采用偶联法将TiO2/碳素纤维负载在聚丙烯多面球上，并在紫外光照射下进行了光催化降解氨氮的实验。通过实验表明：制备的TiO2/碳素纤维负载聚丙烯多面球仅需负载一次便可以均匀负载在小球表面，且在实验过程中没有发现脱落现象，负载效果良好。考察了氨氮初始浓度、pH值、过氧化氢浓度、光照时间对聚丙烯多面球负载TiO2/碳素纤维光催化剂光催化降解氨氮的影响，试验结果表明表面聚丙烯多面球负载TiO2/碳素纤维光催化剂对废水中氨氮的去除效果良好，去除率最高达95.26%。